17. Распределение энергии в спектре теплового излучения. Закон Вина.

- Существует максимум спектральной плотности энергетической светимости, который с повышением температуры смещается в сторону коротких волн.

- Энергетическая светимость увеличивается по мере нагревания черного тела.

- Черное тело излучает и поглощает энергию не непрерывно, а определенными дискретными порциями – квантами.

Закон Вина: Максимальная длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре.

λ_m=b/T,

где b = 0,28978∙10^-2м∙К – постоянная Вина.

Подтверждением закона Вина может служить то, что при комнатной температуре тепловое излучение тел в основном приходится на инфракрасную область и человеческим глазом не воспринимается. Если температура повышается, то тела начинают светиться темно-красным светом, а при очень высокой температуре – белым с голубоватым оттенком.

Закон Вина позволяет, регистрируя излучение тел, определять их температуры.

18.Инфракрасное излучение. Тепловидение. Методы получения изображений в тепловидении: фотоматериалы, жидкие кристаллы, электронно-оптические преобразователи.

Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красной границей видимого света (λ = 0,76 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (λ=1-2 мм).

Инфракрасную область спектра условно разделяют на близкую (0,76-2,5 мкм), среднюю (2,5-50 мкм) и далекую (50-2000 мкм).

Нагретые твердые и жидкие тела испускают непрерывный инфракрасный спектр. Мощным источником ИК-излучения является Солнце, около 50% его излучения лежит в ИК-области спектра.

Методы обнаружения и измерения ИК-излучения делят в основном на две группы: тепловые и фотоэлектрические. Примером теплового приемника служит термоэлемент, нагревание которого вызывает электрический ток. К фотоэлектрическим приемникам относят фотоэлементы и фотосопротивления.

Лечебное действие ИК-излучения основано на его тепловом действии. Инфракрасное излучение проникает в тело на глубину около 20 мм, поэтому в большей степени прогреваются поверхностные слои. Терапевтический эффект обусловлен возникающим температурным градиентом, что активизирует деятельность терморегулирующей системы.

Термография – диагностический метод, при котором регистрируются излучения разных участков поверхности тела человека и определение их температуры.

У здоровых людей распределение температуры по различным точкам поверхности тела достаточно характерно. Но воспалительные процессы, опухоли могут изменить местную температуру:

Хронический воспалительный процесс - повышает t на 0,5-0,7 ^оС

Острый воспалительный процесс – повышает t на 1-1,5 ^оС

Деструктивный процесс – повышает t на 1,5-2 ^оС

Опухоль – повышает t на 2-2,5 ^оС.

Определение различия температуры поверхности тела при термографии в основном осуществляется двумя методами. В одном случае используются жидкокристаллические индикаторы, оптические свойства которых очень чувствительны к небольшим изменениям температуры. Помещая эти индикаторы на тело больного, можно визуально по изменению их цвета определить местное различие температуры. Другой метод – технический. Основан на использовании тепловизоров. Тепловизор – техническая система, которая способная воспринимать инфракрасное излучение, идущее от тела, преобразовывать это излучение в оптический диапазон и воспроизводить изображение тела на экране. Части тела, имеющие разные температуры, изображаются на экране разным цветом.

Обнаружить и зарегистрировать инфракрасное излучение можно также фотопластинками и фотопленками.