24.Теплове випромiнювання .Основнi характеристики теплового випромiнювання.Абсолютно чорне тiло

Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.

Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.

Основнi характеристики теплового випромiнювання.

1)Энергетическая светимость тела -- физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.

 ;     Дж/с·м²=Вт/м²

2)Спектральная плотность энергетической светимости — функция частоты и температуры характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).

3)Поглощающая способность тела —  — функция частоты и температуры, показывающая какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, поглощается телом в области частот

вблизи

4)Отражающая способность тела —  — функция частоты и температуры, показывающая какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, отражается от него в области частот вблизи

5)Объемная плотность энергии излучения —  — функция температуры, численно равная энергии электромагнитного излучения в единицу объема по всему спектру частот

6)Спектральная плотность энергии —  — функция частоты и температуры, связанная с объемной плотностью излучения формулой:

Следует отметить, что спектральная плотность энергетической светимости для абсолютно черного тела связана со спектральной плотностью энергии следующим соотношением:

— для абсолютно черного тела

Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

25.Закони теплового випромiнювання: закон Стефана-Больцмана,закон Вiна,закон Кiргофа.Формула Планка.

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 прямопропорциональна 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 Киргофа

Закон, утверждающий, что отношение испускательной способности e(l, Т) тел к их поглощательной способности a(l, Т) не зависит от природы излучающего тела. Оно равно испускательной способности абсолютно чёрного тела e₀(l, Т) (т.к. его поглощательная способность равна 1) и зависит от длины волны излучения l и абсолютной температуры Т:. Функция e₀(l, Т) в явном виде даётся Планка законом излучения. Закон Киргрофа является одним из основных законов теплового излучения и не распространяется на другие виды излучения. Он установлен Г. Р. Кирхгофом в 1859 на основании второго начала термодинамики и затем подтвержден опытным путём. Согласно К. з, и., тело, которое при данной температуре сильнее поглощает, должно интенсивнее излучать; например, при накаливании платиновой пластинки, часть которой покрыта платиновой чернью, её зачернённый конец светится значительно ярче, чем светлый.