1. Закон Планка. Интенсивность излучения абсолютно черного тела js,λ и любого реального тела Jλ зависит от температуры т и длины волны λ.

Из рисунка 10.1 следует, что при длине волны λ = 0 интенсивность излучения

J_{S, 0} = 0; с увеличением длины волны, а также температуры поверхности Т при той же λ интенсивность излучения увеличивается.

2. Закон Вина. По закону Вина, максимальное значение интенсивности излучения соответствует длине волны, определяемой по формуле

λ _{S , max} = 2,9/ ( 10³·Т), (9.1)

где Т – абсолютная температура поверхности, К;

λ _{S , max} – длина волны, отвечающая максимальной интенсивности излучения, м.

Из рис. 10.1 видно, что с повышением температуры интенсивность излучения смещается в сторону коротких волн. Поэтому закон Вина называется также законом смещения.

Рисунок 9.2. Зависимость интенсивности излучения абсолютно черного тела от длины волны.

3. Закон Стефана (1879 г.) – Больцмана (1884 г.).

Стефан и Больцман установили, что поток излучения абсолютно черного тела пропорционален четвертой степени его абсолютной температуре и площади поверхности излучения

Q_S = σ_S·F·T⁴ , (9.2)

где Q_S поток излучения абсолютно черного тела, Вт;

σ_S –коэффициент пропорциональности, равный 5,67·10^-8, Вт/(м²·К⁴); F – площадь поверхности излучения, м².

Для удобства вычисления формулу (10.2) представляют в следующем виде

Q_S = С_S·F·(T/100 )⁴ , (9.3)

где С_S – постоянная излучения абсолютно черного тела, равная С_S = 5,67 Вт/(м²·К⁴).

Для реальных тел понятие о сером излучении, аналогичном излучению абсолютно черного тела, обладающего сплошным спектром. Интенсивность серого излучения для каждой длины волны J_λ при любой температуре составляет лишь часть интенсивности излучения абсолютно черного тела J _{S , λ} :

J _{S , λ} = ε· J_λ,

откуда следует, что

ε = J_λ/ J _{S , λ} = const , ( 9.4)

где ε – степень (доля) черноты серого тела, зависящая от его физических свойств

(ε < 1).

Поток излучения серого тела определяется по формуле

Q = εQ_S = ε· С_S·F ·(T/100)⁴

Для абсолютно черного тела ε = 1, а для абсолютно белого тела ε = 0 . Например для для черного бархата ε = 0,98÷ 0,99.

4. Закон Кирхгофа. По этому закону, отношение излучательной способности тела к его поглащательной способности одинаково для поверхностей всех серых тел, имеющих одну и ту же температуру, и равно излучательной способности абсолютно черного тела при той же температуре. Это значит, что если тело обладает малой поглащательной способностью, то оно обладает и малой излучательной способностью.

5. Закон Ламберта. Устанавливает зависимость интенсивности излучения абсолютно черного тела и тел, обладающих диффузным излучением, от направления излучения. По этому закону максимальное количество энергии передается излучением к поверхности в перпендикулярном направлении. Количество энергии, излучаемой в других направления пропорционально углу отклонения от перпендикуляра падающего луча, т.е от cos φ, где φ – угол отклонения от перпендикуляра.