1)Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.

Тепловое излучение-это излучение тел с температурой отличной от абсолютного нуля, оно является следствием хаотического движения атомов и молекул из которых состоит тело. Поскольку скорости атомов лежат в диапазоне от 0 до ∞ то тепловое излучение обладает сплошным спектром. Энергия теплового излучения распределяется по длинам волн не равномерно. Мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины при данной температуре называется спектральной плотностью энергетической светимости или спектральным излучением R_ν,T=dW_ν,ν+dν/dt dSdν Дж/м²; R_ν,T= R_λ,T λ²/c; λ=c/ν. Интегрально энергетическая светимость это энергия излучения телом в единицу времени с единицы площади R_T=∫₀^∞ R_ν,Tdν Bт/м²; R_T=P_изл/S; Спектрально поглощающая способность характеризует способность тел поглощать энергию, она показывает какую долю приносимой телу энергии поглощает тело А= dW_ν,ν+dν/ dW_ν,ν+dν. Поглощательные и излучательные способности зависят от: природы тела и его температуры, но различаются у одного и того же тела при различных частотах. При тепловом равновесии количество излученной и поглощенной энергии будет одинаково.

Тело которое поглощает всю падающую на него энергию называется абсолютно черным. A_ν,T=1-абсолютно черное тело.

Закон Кирхгофа: Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела и является для всех тел универсальной функцией частоты и температуры. R_ν,T/A_ν,T=r_ν1,T; Эта функция называется универсальной функцией Кирхгофа и по своему физическому смыслу представляет собой спектральную плотность энергетической светимости абсолютно черного тела. Т.к. для реальных тел А_ν,T<1 то R_ν,T<r_ν,T т.е. черные тела при данной температуре излучают большее количество энергии чем другие тела. Если при данной температуре тело не поглощает энергию в данном диапазоне частот то оно её не излучает.

2)Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Спектральный состав излучения черного тела. Закон смещения винта. Квантовая гипотеза и формула Планка.

Тепловое излучение-это излучение тел с температурой отличной от абсолютного нуля, оно является следствием хаотического движения атомов и молекул из которых состоит тело. Поскольку скорости атомов лежат в диапазоне от 0 до ∞ то тепловое излучение обладает сплошным спектром. Энергия теплового излучения распределяется по длинам волн не равномерно. Мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины при данной температуре называется спектральной плотностью энергетической светимости или спектральным излучением R_ν,T=dW_ν,ν+dν/dt dSdν Дж/м²; R_ν,T= R_λ,T λ²/c; λ=c/ν. Интегрально энергетическая светимость это энергия излучения телом в единицу времени с единицы площади R_T=∫₀^∞ R_ν,Tdν Bт/м²; R_T=P_изл/S;

Закон Стефана-Больцмана: Энергетическая светимость черного тела пропорциональна его термодинамической температуре в 4й степени R_э=σТ⁴ σ=5,7*10^-8 Вт/м²к⁴-Постоянная Больцмана. R_э=аσТ⁴ а- коэфициент поглощения.

λ_max=b/T b=2,9*10^-3 мk-закон смещения винта: Длина волны на которую приходится максимальное количество излучаемой телом энергии обратно пропорциональна термодинамической температуре тела. 2й закон винта: Максимальная спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела пропорциональна 5-й степени его температуры rλ_max=cT⁵ c=1,29*10^-5 Вт/м³к⁵.

Квантовая гипотеза Планка: Атомы излучают энергию не непрерывно, а отдельными порциями. Энергия кванта пропорциональна частоте ε=hν h=6,63*10^-34 Дж*с; ε=ħω; ħ=h/2П Поскольку тело состоит из большого числа атомов то энергия излучаемая телом кратна целому числу квантов энергии. Энергия атомов при одной и той же температуре не одинаково. Распределении энергии подчиняется закону изменения Больцмана. ε=nhν N=N₀e^-hν/kT С учетом этого Планк получил формулу позволяющую рассчитать спектральную плотность энергетической светимости черного тела во всём диапазоне частот при всех температурах и совпадающими с экспериментальными данными r_ν,T=2Пhν³/(e^hν/kT-1)c²