20 Характеристики теплового излучения.

Тепловое излучение описывается с помощью 2-х характеристик:

1) Энергетическая светимость тела или интегральная излучательность тела. Энерг. светимостью наз. физич. величину, численно равную энергии теплов. излучения, испускаемого с 1м² в 1 сек нагретым телом по всем длинам волн. Обознач. R_T. , т.е. R_T - удельная тепловая мощность.

.

2) Спектральная плотность электрич. светимости (СПЭС). СПЭС назыв. физич. величина, численно равная энергии тепл. излучения, испускаемой с 1 м² нагретого тела в 1 сек., отнесённой к длиггому интервалу длин волн и вблизи данной длины волны. ; ; R_,TR_,T;

R_,T и R_T связ. друг с другом:  .

(0;) обозн. интервал присутствующих длин волн в излучении, испускаемом данным нагретым телом.

Характеристики теплового поглащения

Кажд. нагретое тело может одноврем. как испускать так и поглащать излучение. Для поглащающей способности применяют следующую хар-ку: спектральная поглощательная способность (СПС) или коэффициент поглощения (А) или коэф-т черноты тела. СПС называют отношение ; 0A_T1.

Среди всех тел сущ. тела, полностью поглощающие всё тепл. излуч., (A_T1). Такие тела наз. абсолютно чёрными телами. Для абс. чёрных тел A_T=A=1. Для всех нечёрных тел A_T зависит от длины волны при T=const: A_T=f(). Наряду с черным телом встреч. и серые тела. Для серых тел A_T зависит от темп-ры, но не зависит от длины волны. A_T=A_T<1.

Чёрное тело - идеализация, принятая в физике, т.е. абсолютно чёрных тел не существует в природе.

Модель чёрного тела

Цвет чёрного тела не связан с чернотой. Примером абс. чёрного тела может служить солнце.

22 Закон Кирхгофа

Кирхгоф установил зависимость СПЭС от спектр. плотности погл. СПС.

- функция Кирхгофа.

Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглащательной способности для различных по природе тел одинаково и является функцией Кирхгофа.

(Примечание: здесь и далее “?” означает “ч”)

Следствия из з-на Кирхгофа:

1) Зная функцию Кирхгофа, можно найти СПЭС любого не чёрного тела:

... (3)

2) Из (3) можно найти энергетическую светимость:

Энерг. светимость серого тела равна энерг. светимости а.ч.т. на коэф-т погл.

3) Если закон Кирхгофа справедлив для некоторого излучения, то оно является тепловым.

21 Распределение энергии в спектре ч.Т.

Балометр измеряет энергию теплового излучения.

Призма разлагает тепловое излучение по длинам волн. По измеренной тепловой энергии, приносимой на экран различными видами излучения получают зависимость распределения энергии в спектре чёрного тела.

График характеризуется неравномерным распределением энергии по всей длине волны, т.е. не все длины волн равнозначны.

Закон Стефана-Больцмана:

С повышением температуры тела его энергия возрастает пропорционально четвёртой степени температуры.

Закон смещения Вина даёт возможность установить характер изменения распределения энергии в спектре чёрного тела с повышением T.

b=2,9·10^3 [м·K] - постоянная Вина;

 - длина волны, на которую приходится максимум СПЭС.

З-н смещения Вина: С повышением температуры нагретого тела длина волны соответствует максимальному смещению влево (в область коротких длин волн).

Следствие - с нагреванием изменяется цвет.