40. Цеплавое выпраменьванне. Выпраменьвальная і паглынальная здольнасці цела. Закон Кірхгофа і яго вынікі. Выпраменьванне абсалютна чорнага цела. Законы Стэфана-Больцмана і Віна.

Цеплавое выпраменьванне — адбываецца за кошт падведзенай да цела цепльгні. Гэта выпраменьванне з'яўляецца найбольш распаў-сюджаным і мае цэлы шэраг характэрных асаблівасцей. Цеплавое выпраменьванне адбываецца пры любой тэмпературы цела.

Для характарыстыкі размеркавання энергіі па даўжынях хваль або па частотах уводзіцца паняцце выпраменьвальнай здольнасці цела : ,

дзе — энергія выпраменьвання, што вылучаецца за адзінку часу з адзінкі плошчы паверхні цела ў інтэрвале частот .

Усе целы ў той ці іншай меры паглынаюць энергію электрамагнітных хваль, якія падаюць на іх. Спектральнай характарыстыкай паглынання з'яўляецца паглынальная здольнасць цела :

дзе — энергія, якую паглынае адзінка плошчы паверхні цела за адзінку часу ў інтэрвале частот ; — энергія выпраменьвання, якое падае на адзінку плошчы паверхні цела за адзінку часу.

Дослед паказвае, што і для цвёрдых цел залежаць ад частаты тэмпературы, іх хімічнага складу і стану паверхні.

Калі цела пры любой тэмпературы цалкам паглынае ўсю энергію электрамагнітных хваль, якая падае на яго, то такое цела называюць абсалютпна чорным. Зыходзячы з азначэння абсалютна чорнага цела, маем :

Целы, для якіх 0< :<1, называюць шэрымі.

Пры раўнаважным выпраменьванні абсалютна чорнага цела мае месца роўнасць

(1)

3 формулы (1) вынікае, што калі два целы паглынаюць розныя колькасці энергіі, то і выпраменьванне ў іх павінна быць розным. Гэтае сцвярджэнне называюць правілам Прэва .

Закон Кірхгофа Гэты закон устанаўлівае сувязь паміж выпраменьвальнай і паглынальнай здольнасцямі цела.

выражае сутнасць закону Кірхгофа. Функцыя носіць назву функцыі Кірхгофа.

У выпадку абсалютна чорнага цела . У дадзеным выпадку функцыя Кірхгофа роўная выпраменьвальнай здольнасід абсалютаа чорнага цела .

Велічыні і істотна залежаць ад роду рэчыва. Стасунак жа іх аказваецца аднолькавым для ўсіх цел. Стасунак выпраменьвальнай і паглынальнай здольнасцей роўны выпраменьвальнай здольнасці абсалютна чорнага цела для адпаведных тэмператур і частот. Функцыя Кірхгофа з'яўляецца універсальнай велічынёй.

Закон Стэфана — Больцмана устанаўлівае залежнасць інтэгральнай выпраменьвальнай здольнасці (энергетычнай свяцільнасці) абсалютна чорнага цэла ад яго тэмпературы. Інтэгральная выпраменьвальная здольнасць абсалютна чорнага цела прапарцыйна чацвертай ступені яго абсалютнай тэмпературы:

Закон Стэфана — Больцмана справядлівы толькі для абсалютна чорных цел. Былі спробы распаўсюдзіць гэты закон на выпадак адвольнага цела. У гэтым выпадку ,

дзе і лічылі пастаяннымі для дадзенага цела велічынямі. Аднак выявілася, што сх і п залежаць ад тэмпературы.

Закон Віна вызначае спектральнае размеркаванне энергіі выпраменьвання:

называюць законам выпраменьвання Віна., дзе — некаторая функцыя.

(2), дзе b — пастаянная Віна.

3 роўнасці (2) вынікае, што даўжьюя хвалі , якая адпавядае максімальнаму значэнню выпраменьвальнай здольнасці абсалютна чорнага цела, адваротна прапарцыйная тэмпературы. Роўнасць (2) атрымала назву закону зрушэння Віна.