13. Тепловое излучение: диапазон длин волн, основные свойства, энергетический баланс. Классификация тел по их излучательным характеристикам. Закон Стефана-Больцмана.

Излучение – энергия колебаний электромагнитного поля

0,05*10^-6мкм-космическое изл-е;(0,5-1)* 10^-6мкм-γ-изл-ие; 10^-6-20*10^-3мкм-рентгеновское;20*10^-3-0,4мкм-ультрофиолетовое; 0,4-0,8мкм - видимое;0,8мкм-0,8мм-тепловое(инфракрасное); 0,2мм-Хкм-радиоволны

Теплово́е изл. — электромагнитное изл. со сплошным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их внутренней энергии.

Q – поток энергии теплового излучения (поток излучения), Вт

Е – плотность потока теплового излучения, Вт/м²

О сн. св-ва теплового изл-ия:1)Тепл. Изл-ие свойственно всем телам, каждое из них излучает эн-ю в окружающее пр-во;2) При попадании на другие тела эн-ия частично поглощается, частично отражается и частично проходит сквозь тело. Та часть лучистой эн-ии, которая поглощается телом, снова превращается в тепловую. Та часть энергии, которая отражается, попадает на другие (окружающие) тела и ими поглощается. То же самое происходит и с той частью эн-и, которая проходит сквозь тело; 3) Эн-ия излучения полно стью распределяется м/ду окружающими телами. Следовательно, каждое тело не только непрерывно излучает, но и непрерывно поглощает лучистую энергию.

Энергетический баланс: Поглощенная энергия; отраденная энергия; проходящая энергия-

При А=1, R=0, D=0 вся энергия поглощается – абсолютно черное тело

При R=1, А=0, D=0 вся энергия отражается – тело зеркальное (если отражение подчиняется законам геометрической оптики) или абсолютно белое (если отражение диффузное, т.е. рассеянное)

При D=1, А=0, R=0 вся энергия проходит через тело – абсолютно прозрачное (диатермическое) тело.

З -н Стефана — Больцмана — з-н изл. абсолютно чёрного тела.

Вт/(м²·К⁴)

коэффициент излучения абсолютно черного тела

Степень черноты тела

Закон Стефана-Больцмана для реального (серого) тела

с-коэффициент излучения реального тела

При А=1, R=0, D=0 вся энергия поглощается – абсолютно черное тело

При R=1, А=0, D=0 вся энергия отражается – тело зеркальное (если отражение подчиняется законам геометрической оптики) или абсолютно белое (если отражение диффузное, т.е. рассеянное)

При D=1, А=0, R=0 вся энергия проходит через тело – абсолютно прозрачное (диатермическое) тело

14. Степень черноты тела. Закон Кирхгофа, спектр теплового излучения для различных тел. Закон смещения Вина. Лучистый теплообмен между телами.

З акон Кирхгофа устанавливает связь между отражательной и поглощательной способностью тела

Спектр теплового излучения в зависимости от длины волны

1-абсолютно черное тело; 2-серое тело; 3-газ

Закон смещения Вина устанавливает связь между температурой и длиной волны, соответствующей максимуму плотности потока теплового излучения

Лучистый теплообмен-радиационный теплообмен, осуществляется в результате процессов превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса энергии излучения и её поглощения веществом.

Лучистый теплообмен между телами:

1. Интенсивность теплообмена между двумя параллельными серыми поверхностями определяется зависимостью

2. Теплообмен между длинными цилиндрами (а), или когда выпуклое и вогнутое тела образуют замкнутое пространство (б, в).