Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
25Б, Даша Степина.docx
Скачиваний:
27
Добавлен:
18.09.2019
Размер:
57.9 Кб
Скачать

1Равновесное тепловое излучение :Тепловым излучением называется электромагнитное излучение, испускаемое телами за счет их внутренней энергии.

В этом случае энергия внутренних хаотических тепловых движений частиц непрерывно переходит в энергию испускаемого электромагнитного излучения.

В обычных условиях, при комнатной температуре (Т=300 К), тепловое излучение тел происходит в инфракрасном диапазоне длин волн (l 10 мкм), недоступным зрительному восприятию глаза. С увеличением температуры светимость тел быстро возрастает, а длины волн смещаются в более коротковолновую область. Если температура достигает тысяч градусов, то тела начинают излучать в видимом диапазоне длин волн (l=0.4¸0.8 мкм).

Нагретое тело за счет теплового излучения отдает внутреннюю энергию и охлаждается до температуры окружающих тел. В свою очередь, поглощая излучение, могут нагреваться холодные тела. Такие процессы, которые могут происходить и в вакууме, называют радиационным теплообменом.

Если излучающее тело окружить оболочкой с идеально отражающей поверхностью, то через некоторое время эта система придет в состояние теплового равновесия.

Равновесным тепловым излучением называют излучение, при котором расход энергии тела на излучение компенсируется энергией поглощенного им излучения для каждой длины волны.

Из всех видов излучения только тепловое излучение может находиться в равновесии с излучающими телами.

Следует отметить, что равновесное тепловое излучение не зависит от природы тел, а зависит только от его температуры.

Закон кирхгофа: Кирхгоф ,установил количественую связ между спектральной плотностью энергетической светимости и спектральной поглощательной способностью тел. Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела; оно является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры: .Для черного тела A ≡ 1, поэтому из з. К. вытекает, что R для черного тела равна r . Таким образом, универсальная функция Кирхгофа r есть не что иное, как спектральная плотность энергетической светимости черного тела. Следовательно, согласно з. К., для всех тел отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности равно спектральной плотности энергетической светимости черного тела при той же температуре и частоте.Из закона Кирхгофа следует, что спектральная плотность энергетической светимости любого тела в любой области спектра всегда меньше спектральной плотности энергетической светимости черного тела (при тех же значениях Т и v), так как А < 1 и поэтому R < r . Если тело при данной температуре T не поглощает электромагнитные волны в интервале частот от v до v+dv, то оно их в этом интервале частот при температуре T и не излучает, так как при А = 0 R = 0.

Используя закон Кирхгофа, выражение для энергетической светимости тела можно записать в виде: .Для серого тела .где R = .- энергетическая светимость черного тела (зависит только от температуры).

З. К. описывает только тепловое излучение, являясь настолько характерным для него, что может служить надежным критерием для определения природы излучения. Излучение, которое закону Кирхгофа не подчиняется, не является тепловым.

Законы Вина:1) где r -спектральная плотность энерг. cветимости ч.т,ν -частота излучения T - температура излучающего тела ,f -функция, зависящая только от частоты и температуры.2) где C,A — константы.

3) Закон смещения:Длина волны, при которой энергия излучения абсолютно чёрного тела максимальна, определяется законом смещения Вина: где T - температура в К, а λmax -длина волны с макс. интенсивностью в м. 0.0028999- пост. Вина.

Закон Стефана — Больцмана:R = гдеR -энергетическая светимость ч.т.,T-термодин.темп.ч.т., -пост.Ст.-больцмана.(5,67*10 вт/(м ))

Закон Рэлея -Джинса:r = Эта формула предполагает квадратичное возрастание спектральной плотности излучения в зависимости от его частоты. На практике такой закон означал бы невозможность термодинамического равновесия между веществом и излучением, поскольку согласно ему вся тепловая энергия должна была бы перейти в энергию излучения коротковолновой области спектра. Такое гипотетическое явление было названо ультрафиолетовой катастрофой. Тем не менее закон излучения Р –Д справедлив для длинноволновой области спектра и адекватно описывает характер излучения. Исходя из квантовых законов можно получить формулу Планка, которая будет совпадать с формулой Рэлея — Джинса при .

Закон Планка: данная ф-ла согласуется с экспериментальными данными по распределению энергии в спектрах излучения ч.т во всем интервале частот и температур.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]