Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина.

первый закон Кирхгофа:Алгебраическая сумма величин токов в точке разветвления равна нулю.

 Таким образом, алгебраическая сумма э. д. с., действующих в любом замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех участках этого контура.

это и есть формулировка второго закона Кирхгофа.Математически второй закон Кирхгофа выражается формулой:

Закон Кирхгафа: Для всех тел при данной температуре способность отношение испускаемой к поглощающей есть постоянная величина равной испускаемой способности абсолютно черного тела при тойже температуре.

Закон излучения Кирхгофа — физический закон, установленный немецким физиком Кирхгофом в 1859 году.В современной формулировке закон звучит следующим образом:Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы, химического состава и проч.

Закон Стефана-Больцмана - устанавливает зависимость полной (повсем частотам излучения) испускательнойспособности абсолютно черного телаот абсолютной температуры T: u = T4 , где - постоянная Стефана -Больцмана. Открыт Й. Стефаном (1879), теоретически обоснован Л. Больцманом(1884). 

Закон Стефона –Больцмана : Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени  его термодинамической температуры t      

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры.

 Формулировка закона: Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

P = SεσT⁴,   где ε - степень черноты (для всех веществ ε < 1, для абсолютно черного тела ε = 1).

При помощи закона Планка для излучения, постоянную σ можно определить как

где   — постоянная Планка, k — постоянная Больцмана, c — скорость света.

Численное значение  Дж·с⁻¹·м⁻² · К⁻⁴.

Закон Вина: Данный закон устанавливает зависимость длины волны (лямда)мах соотвественно мах функции сектора плотность энергетической светимости абсолютного темного тела 

Закон: Объясняет почему при натяжении t нагретых тел в их секторе все сильные преобладает длино-волосые излучения.

Закон смещения Вина

Длина волны, при которой энергия излучения абсолютно чёрного тела максимальна, определяется законом смещения Вина:

где T — температура в кельвинах, а λ_max — длина волны с максимальной интенсивностью в метрах.Так, если считать в первом приближении, что кожа человека близка по свойствам к абсолютно чёрному телу, то максимум спектра излучения при температуре 36 °C (309 К) лежит на длине волны 9400 нм (в инфракрасной области спектра).

Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Всякое, даже слабо нагретое тело излучает электромагнитные волны (тепловое излучение). При низких температурах не превышающих 1000 К, существует главным образом инфракрасное излучение и радиоволны. По мере дальнейшего нагревания спектр теплового излучения меняется: во-первых, увеличивается общее количество излучаемой энергии, во-вторых, появляется излучение все более коротких длин волн – видимое (от красного до ф иолетового), ультрафиолетовое, рентгеновское и т.д.

При каждом данном значении температуры нагретое тело излучает сильнее всего в некоторой области спектра, определяющей видимый цвет объекта, если эта область попадает на оптический диапазон. Так, например, при температуре 3000 К, как правило, наиболее интенсивно красное излучение, при 6000 К – желто-зеленое, а при более высоких температурах (10000-20000 К) – голубое, синее, фиолетовое. Однако точное распределение энергии и точный вид спектра в общем случае зависят не только от температуры, но и от химического состава и физического состояния светящегося тела.В одном особом (идеальном) случае, законы теплового излучения имеют наиболее простой вид. Это случай теплового или термодинамического равновесия. Он возможен, если тело полностью изолировать от окружающей среды идеально теплонепроницаемыми стенками и дождаться пока температура станет одинаковой во всем теле. В этом случае излучение определяется только температурой тела и называется равновесным. Такое тело не может терять своей тепловой энергии, оно полностью поглощает всякое излучение, которое само производит, и называется абсолютно черным телом.

Квантовая гипотеза и формула Планка. при тепловом излучении энергияиспускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами(порциями). Каждая такая порция-квант имеет энергию  , пропорциональной частоте ν излучения:

где h или   — коэффициент пропорциональности, названный впоследствии постоянной Планка. На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка.Формула Планка — выражение для спектральной плотности мощности излучения абсолютно чёрного тела, которое было получено Максом Планком. Для плотности энергии излучения  :