Составители:
Рубрика:
B(
θ
θθ
θ
) = const
(4)
Тогда поток излучения пропорционален косинусу угла
θ
θθ
θ
. (см. формулу (2)):
d
Φ
ΦΦ
Φ
= BS cos
θ
θθ
θ
d
Ω
ΩΩ
Ω
= d
Φ
ΦΦ
Φ
max
cos
θ
θθ
θ
(5)
где
d
Φ
ΦΦ
Φ
max
= BSd
Ω
ΩΩ
Ω
- поток в направлении нормали.
Зависимость (5), изображенн ую в полярных координатах
(рис. 2), называют законом Ламберта (а соответствующие
излучатели - ламбертовскими или косинусными). Этот
закон выполняется точно лишь для маленького излу чаю-
щего отверстия в стенке равномерно раскаленной полости
- так называемого «черного тела», играющего важную
роль в физике теплового излучения.
Для ламбертовского источника излучательность
R
и лу-
чистость
B
связаны соотношением
R = π
ππ
πB
(6)
которое можно получить интегрированием потока излу-
чения (5) по различным направлениям в полу сферу (в
пределах телесного угла
2π
ππ
π
стерадиан).
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕЛ.
Падающий на тело поток изл учения
Φ
ΦΦ
Φ
делится на три части - отраженную (
Φ
ΦΦ
Φ
отр
), поглощенную
(
Φ
ΦΦ
Φ
погл
) и проп ущенную сквозь тело (
Φ
ΦΦ
Φ
проп
):
Φ
ΦΦ
Φ=Φ
ΦΦ
Φ
отр
+Φ
ΦΦ
Φ
погл
+Φ
ΦΦ
Φ
проп
(7)
Для монохроматического излучения спектральными коэффициентами отражения, поглощения и
пропускания называют отношения
ρ
ρρ
ρ
λ
λλ
λ
T
=Φ
ΦΦ
Φ
отр
/Φ
ΦΦ
Φ ;
a
λ
λλ
λ
T
=Φ
ΦΦ
Φ
погл
/Φ
ΦΦ
Φ ; τ
ττ
τ
λ
λλ
λ
T
=Φ
ΦΦ
Φ
проп
/Φ
ΦΦ
Φ
(8)
Эти безразмерные коэффициенты, изменяющиеся от 0 до 1, зависят от вещества, состояния по-
верхности, длины волны, температуры тела. Коэффициент поглощения
T
a
λ
- называют также
поглощательной спрсобностью тела. Из (7), (8) следует соотношение
ρ
ρρ
ρ
λ
λλ
λ
T
+
a
λ
λλ
λ
T
+ τ
ττ
τ
λ
λλ
λ
T
=1
Тело, поглощающее весь падающий на него поток изл учения, независимо от длины волны и
температуры, называется абсолютно черным телом
(АЧТ). Для него
a
λ
λλ
λ
T
ЧЕРН
=1
.
Строго говоря, АЧТ - научная абстракция, таких тел нет
в природе. Однако в ограниченном спектральном интер-
вале многие тела близки к АЧТ, особенно маленькое от-
верстие в стенке большой замкнутой полости, стенки
которой непрозрачны и имеют одинаковую температуру
(рис. 3). Только незначительная часть проникшего в по-
лость изл учения выйдет наружу. Отверстие в полости
служит экспериментальной моделью АЧТ ( для кратко-
сти, черное тело) и используется в оптике.
Наряду с понятием АЧТ используют понятие серого те-
ла, поглощательная способность которого меньше еди-
ницы, но примерно одинакова для всех длин волн ( в некоторой, существенной для данного
рассмотрения области спектра):
а
λ
λλ
λ
Т
сер
=
а
Т
<1
. Для серого тела
а
Т
зависит от материала, со-
стояния поверхности и температу ры.
S
d
Φ
=d
Φ
max
cos
θ
θ
d
Φ
max
Рис.2
Рис.3
B(θ) = const (4)
Тогда поток излучения пропорционален косинусу угла θ. (см. формулу (2)):
dΦ = BS cosθ dΩ = dΦmax cosθ (5)
где dΦmax = BSdΩ - поток в направлении нормали.
Зависимость (5), изображенную в полярных координатах
dΦ=dΦmax cosθ (рис. 2), называют законом Ламберта (а соответствующие
излучатели - ламбертовскими или косинусными). Этот
закон выполняется точно лишь для маленького излучаю-
щего отверстия в стенке равномерно раскаленной полости
- так называемого «черного тела», играющего важную
θ роль в физике теплового излучения.
dΦmax Для ламбертовского источника излучательность R и лу-
S чистость B связаны соотношением
R = πB (6)
которое можно получить интегрированием потока излу-
чения (5) по различным направлениям в полусферу (в
Рис.2
π стерадиан).
пределах телесного угла 2π
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕЛ.
Падающий на тело поток излучения Φ делится на три части - отраженную (Φотр), поглощенную
(Φпогл) и пропущенную сквозь тело (Φпроп):
Φ=ΦΦотр+Φ
Φпогл+ΦΦпроп (7)
Для монохроматического излучения спектральными коэффициентами отражения, поглощения и
пропускания называют отношения
ρλT=ΦΦотр/Φ
Φ ; aλT=Φ Φпогл/Φ
Φ ; τλT=Φ
Φпроп/Φ
Φ (8)
Эти безразмерные коэффициенты, изменяющиеся от 0 до 1, зависят от вещества, состояния по-
верхности, длины волны, температуры тела. Коэффициент поглощения aλT - называют также
поглощательной спрсобностью тела. Из (7), (8) следует соотношение
ρλT+ aλT+ τλT=1
Тело, поглощающее весь падающий на него поток излучения, независимо от длины волны и
температуры, называется абсолютно черным телом
ЧЕРН
(АЧТ). Для него aλT =1.
Строго говоря, АЧТ - научная абстракция, таких тел нет
в природе. Однако в ограниченном спектральном интер-
вале многие тела близки к АЧТ, особенно маленькое от-
верстие в стенке большой замкнутой полости, стенки
которой непрозрачны и имеют одинаковую температуру
(рис. 3). Только незначительная часть проникшего в по-
лость излучения выйдет наружу. Отверстие в полости
служит экспериментальной моделью АЧТ ( для кратко-
Рис.3 сти, черное тело) и используется в оптике.
Наряду с понятием АЧТ используют понятие серого те-
ла, поглощательная способность которого меньше еди-
ницы, но примерно одинакова для всех длин волн ( в некоторой, существенной для данного
сер
рассмотрения области спектра): аλТ = аТ<1 . Для серого тела аТ зависит от материала, со-
стояния поверхности и температуры.
