Для а.Ч.Т. Поглинальна здатність

А^* (Т) = а^* ( ,Т) = а* ( ,Т) = 1. (1.3)

Абсолютно чорних тіл у природі немає. Однак існують тіла, які за своїми властивостями у певних інтервалах частот (довжин хвиль) наближаються до абсолютно чорних тіл (чорна сажа, чорний оксамит та ін). Основною властивістю абсолютно чорного тіла є незалежність характеру випромінювання і поглинання від природи тіла та стану його поверхні тіла.

Одним з фундаментальних законів випромінювання є закон Г. Кірхгофа (1859 р.). Він ґрунтується на другому законі термодинаміки і встановлює залежність між випромінювальною і поглинальною здатностями тіл: відношення випромінювальної здатності тіла до його поглинальної здатності – це універсальна функція частоти та температури тіла. Це відношення однакове для кожного тіла і дорівнює випромінювальній здатності абсолютно чорного тіла при тій же температурі, тобто

, (1.4)

де – функція Кірхгофа.

Із закону Кірхгофа випливає, що будь-яке тіло при заданій температурі випромінює хвилі переважно тих довжин, які воно при тій самій температурі сильніше поглинає.

До основних законів теплового випромінювання відносяться закони Стефана–Больцмана та Віна .

Потрібне устаткування: «біле» та «чорне» тіла з порожнинами; два термометри; нагрівальний пристрій; посудина для нагрівання води.

Порядок виконання роботи

1. Нагріти посудину з водою до температури 90 ˚С.

2. Порожнини в «білому» та «чорному» тілах заповнити гарячою водою і закрити їх корками, в отвори яких встановити термометри для вимірювання температури води.

3. Зняти залежність температур «білого» Т_б та «чорного» Т_ч тіл при охолодженні від часу t

.

Для цього через кожні 5° записати в таблицю 1 значення температур Т_ч , Т_б та відповідний час t доки температура тіл не спаде до 50 °С.

Таблиця 1

Час (t), хв.	Температура
	«біле» тіло, , ºС	«чорне» тіло, , ºС

4. За експериментальними даними побудувати графіки залежності температури охолодження обох досліджуваних тіл від часу Т = f (t).

5. За графіками визначити середню швидкість охолодження «білого» і «чорного» _ч тіл .

Контрольні запитання та завдання

1. Дати означення теплового випромінювання.

2. Що називається густиною енергії випромінювання та спектральною об‘ємною густиною енергії випромінювання ?

3. Сформулювати основні закони теплового випромінювання (Кірхгофа Стефана–Больцмана та Віна).

4. Який зв‘язок між спектральною густиною енергії теплового випромінювання і спектральною випромінювальною здатністю абсолютно «чорного» тіла ?

5. Дайте визначення повної та спектральної випромінювальної здатності тіла..

6. Сформулюйте закон Стефана–Больцмана для абсолютно «чорного» та «сірого» тіла.

7. Поясніть принцип роботи оптичного пірометра.

Література: [1, §31, С. 96 - 99], [2, §11.1, С. 281 – 284].