28.Отношение плотности излучения данного тела к плотности излучения абсолютно черного тела той же температуры называют степенью черноты: .

а б Рис. 3.11. Модель абсолютно черного тела: а – поглощение, б – излучение

Если R =1(A = D = 0), весь падающий поток отражается телом (абсолютно белое тело). Если каждый луч рассеивается, т.е. отражается по всем направлениям, то такое отражение называется диффузным. Абсолютно белых тел нет, но некоторые материалы обладают высоким коэффициентом отражения (до R=0.95).

Если D = 1(A = R = 0) – абсолютно прозрачное тело или диатермичное. Диатермичными являются большинство двухатомных газов и в видимой части спектра различные стекла.

21.Закон Кирхгофа

Рис. 3.12. Схема лучистых тепловых потоков между серой (1) и абсолютно черной (0) поверхностями

Рассмотрим две непрерывные поверхности, расстояние между которыми мало по сравнению с их размерами (рис. 3.12). Поглощательную способность поверхности 1 обозначим а1, а поглощательную способность абсолютно черной поверхности (0) через а0 =1. Поместим между поверхностями абсолютно прозрачный экран лишь для лучей длиной волны λ. Остальное излучение экран полностью отражает. Температуры экрана и поверхностей равномерны и одинаковы, т.е. они находятся в температурном равновесии.

Плотность излучения от поверхности 0 → 1 обусловлено только собственным излучением поверхности 0 и равно Е_λо. Плотность излучения от поверхности 1 → 0 складывается из собственного излучения поверхности 1 и отраженного ею излучения поверхности 0 и равно Е_λ1+(1–а_λ) Е_λо. Поскольку система находится в тепловом равновесии, то

Е_λо= Е_λ1+(1-а_λ) Е_λо. (3.18)

Из уравнения (3.18) , или . (3.19)

Отношение плотности излучения тела к его поглощательной способности при данной температуре и длине волны есть величина постоянная.

Следствия из закона Кирхгофа:

• Так как длина волны была выбрана произвольно и поглощательная способность тела не может быть больше единицы, то при любой длине волны плотность излучения абсолютно черного тела больше, чем любого другого, находящегося при этой же температуре.

• Так как свойства поверхности 1 не оговаривались, то равенство (3.19) справедливо для всех других поверхностей с той же температурой:

.

Законы Планка и Вина

Спектральное распределение плотности потока (Вт/м³) полусферического излучения абсолютно черного тела определяется законом Планка: , где с₁ и с₂ – константы. На рис. 3.13. представлено спектральное распределение плотности потока полусферического излучения абсолютно черного тела при фиксированных температурах.