ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Для характеристики процесса теплового излучения те-
ла вводят понятия об излучательной и поглощательной спо-
собности поверхности тела.
Поток лучистой энергии d
ω
(с частотами между
ω
и
ω
+ d
ω
), излучаемой за время dt площадкой dS телесного угла
d
Ω
по определению, равен
dW = E
ω
⋅
dS
⋅
cos
Ω⋅
d
Ω⋅
d
ω⋅
dt,
где E
ω
- называется излучательной способностью тела в на-
правлением угла
θ
.
Единица
[]
−
2
м
Дж
Е
ω
.
Доля падающего потока излучения
dW
0
в данном ин-
тервале частот
(
)
ω
ω
ω
d
+
, , которая поглощается телом и
превращается в теплоту называется
поглощательной спо-
собностью
А
ω
поверхности тела:
0
погл
dW
dW
A =
ω
,
где
0
≤
А
ω
≤
0, величина безразмерная.
Излучательная и поглощательная способности тела
для равновесного излучения с частотой
ω
связаны с удель-
ной интенсивностью
I
ω
соотношением
ω
ω
ω
I
А
Е
=
- это соотношение называется
законом Кирхгофа (1859 г).
Так как величина
I
ω
не зависит от вещества, из кото-
рого изготовлено тело, а является функцией только частоты
и температуры
Т, то
I
ω
для всех тел одинакова.
Закон Кирхгофа дает количественное описание прави-
ла Прево: если поглощательные способности двух тел раз-
личны, то будут различны и их излучательные способности.
Наибольшее значение
Е
ω
имеет тело, у которого для
всех частот
ω
поглощательная способность А
ω
= 1.
ωω
IE
=
max
Тело, которое поглощает все падающее на него тепло-
вое излучение называется абсолютно черным телом
(а.ч.т.).
Из закона Кирхгофа следует:
1)
излучательная способность а.ч.т. I
ω
является функцией
частоты и
Т,
(
)
TII ,
ω
ω
−
;
2)
излучательная способность а.ч.т. при данной частоте
ω
и
температуре
Т максимальна
ωω
IE
=
max
;
3)
излучательная способность любого тела (серого) равна
произведению поглощательной способности и излучатель-
ной способности а.ч.т.
I
ω
ωωω
IАЕ
=
. Зная I
ω
, можно вычис-
лить распределение энергии
Е
ω
по частотам для любого те-
ла, если известна его поглощательная способность;
4)
всякое тело при данной температуре излучает электро-
магнитные волны той частоты, которые оно поглощает при
этой же температуре;
А.ч.т. – идеализация, наилучшее приближение к а.ч.т.
дает замкнутая полость, окруженная равномерно нагретыми
непрозрачными стенками. Для выхода излучения полость
должна иметь малое отверстие.
ЗАКОНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ АБСОЛЮТНО ЧЕРНО-
ГО ТЕЛА
I. Закон Стефана-Больцмана (1879, 1884) – Устанав-
ливается зависимость плотности энергии
U, характеризую-
Для характеристики процесса теплового излучения те- Закон Кирхгофа дает количественное описание прави-
ла вводят понятия об излучательной и поглощательной спо- ла Прево: если поглощательные способности двух тел раз-
собности поверхности тела. личны, то будут различны и их излучательные способности.
Поток лучистой энергии dω (с частотами между ω и ω Наибольшее значение Еω имеет тело, у которого для
+ dω), излучаемой за время dt площадкой dS телесного угла всех частот ω поглощательная способность Аω = 1.
dΩ по определению, равен Eω max = I ω
dW = Eω⋅ dS⋅ cosΩ⋅ dΩ⋅ dω⋅ dt, Тело, которое поглощает все падающее на него тепло-
где Eω - называется излучательной способностью тела в на- вое излучение называется абсолютно черным телом (а.ч.т.).
правлением угла θ. Из закона Кирхгофа следует:
Дж 1) излучательная способность а.ч.т. Iω является функцией
Единица [Еω ] − 2 . частоты и Т, I ω − I (ω , T ) ;
м
2) излучательная способность а.ч.т. при данной частоте ω и
Доля падающего потока излучения dW0 в данном ин- температуре Т максимальна Eω max = I ω ;
тервале частот (ω , ω + dω ) , которая поглощается телом и
3) излучательная способность любого тела (серого) равна
превращается в теплоту называется поглощательной спо- произведению поглощательной способности и излучатель-
собностью Аω поверхности тела: ной способности а.ч.т. Iω Еω = Аω I ω . Зная Iω, можно вычис-
dWпогл лить распределение энергии Еω по частотам для любого те-
Aω = ,
dW0 ла, если известна его поглощательная способность;
4) всякое тело при данной температуре излучает электро-
где 0 ≤ Аω ≤ 0, величина безразмерная.
магнитные волны той частоты, которые оно поглощает при
Излучательная и поглощательная способности тела этой же температуре;
для равновесного излучения с частотой ω связаны с удель-
А.ч.т. – идеализация, наилучшее приближение к а.ч.т.
ной интенсивностью Iω соотношением дает замкнутая полость, окруженная равномерно нагретыми
Еω непрозрачными стенками. Для выхода излучения полость
= Iω должна иметь малое отверстие.
Аω
- это соотношение называется законом Кирхгофа (1859 г).
Так как величина Iω не зависит от вещества, из кото- ЗАКОНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ АБСОЛЮТНО ЧЕРНО-
рого изготовлено тело, а является функцией только частоты ГО ТЕЛА
и температуры Т, то Iω для всех тел одинакова. I. Закон Стефана-Больцмана (1879, 1884) – Устанав-
ливается зависимость плотности энергии U, характеризую-
