Квантовая физика Квантовая природа излучения Квантовая природа

Квантовая физика Квантовая природа излучения

Квантовая природа излучения Излучение нагретых тел

Квантовая природа излучения Тепловое излучение l ТЭ – электромагнитное излучение, возникающее за счет внутренней энергии излучающего тела и зависящее только от температуры и оптических свойств среды. Равновесное состояние системы T 2 T 1 T 3 T

Квантовая природа излучения Характеристики теплового излучения l e(ν, T) - спектральная плотность энергетической светимости (спектральная излучательная способность) тела—мощность излучения с единицы площади поверхности тела в единичном интервале частот (длин волн) l единица джоуль на метр в квадрате в секунду (Дж/(м 2 • с)). l е( T) - интегральная энергетическая светимость (интегральная излучательная способность) (энергетическая светимость), тела—мощность излучения с единицы площади поверхности тела во всем интервале частот (длин волн) l a(v, T) - поглощательная способность - отношение энергии, поглощаемой элементом поверхности тела, к падающей на него энергии

Квантовая природа излучения Абсолютно черное тело (АЧТ) Закон Кирхгофа Е (ν, Т) - универсальная функция Кирхгофа - спектральная плотность энергетической светимости (излучательная способность) абсолютно черного тела l АЧТ - тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающее на него излучение любой частоты. Модели АЧТ

Квантовая природа излучения Абсолютно черное тело (АЧТ)

Квантовая природа излучения Исследование распределения энергии в спектре АЧТ ЛУММЕР и ПРИНГСГЕЙМ; РУБЕНС и КУРЛЬБАУМ Боло метр — прибор для измерения энергии излучения изобретён Самуэлем Лэнгли в 1878 г. Основной компонент болометра — очень тонкая пластинка (например, из платины), зачернённая для лучшего поглощения излучения. Из-за малой толщины пластинка под действием излучения быстро нагревается и её сопротивление повышается. Для измерения малых отклонений сопротивления пластинки её включают в мостовую схему, которую балансируют в отсутствие засветки

Квантовая природа излучения Распределение энергии спектре АЧТ Все кривые имеют максимумы Площадь, ограниченная каждой кривой и осью абсцисс, определяет интенсивность полного излучения абсолютно черного тела l Для каждой температуры существует такая длина волны, на которую приходится наибольшая часть энергии, испускаемой абсолютно черным телом. l При повышении температуры эта длина волны уменьшается. l l

Квантовая природа излучения Закон Стефана -Больцмана Ø Й. Стефан, 1879 г. R = σT 4 σ = 5, 67. 10 -8 Вт/м 2 К 4 Ø Л. Больцман, 1884 г.

Квантовая природа излучения Закон смещения Вина l В. Вин, λмакс·T = b b = 2, 89· 10 -3 м·К

Квантовая природа излучения Поиск аналитического выражения кривых Кирхгофа Джон Уильям Стретт, третий барон Рэлей, Лорд Рэлей Джеймс Хопвуд Джинс Вильгельм Карл Вернер Отто Фриц Франц Вин

Квантовая природа излучения Формула Рэлея - Джинса l Равновесное излучение АЧТ, заключенное в замкнутой полости с зеркально отражающими стенками. Излучение – совокупность стоячих электромагнитных волн Хорошо согласовывается с опытом в области длинных волн Рэлей Джинс Ультрафиолетовая катастрофа

Квантовая природа излучения Закон излучения В. Вина l В. Вин рассмотрел задачу об адиабатическом сжатии черного излучения в цилиндрическом сосуде с подвижным поршнем и зеркальными стенками Хорошо согласовывается с опытом в области коротких волн

Квантовая природа излучения Формула Планка l Гипотеза о квантовании энергии излучения, использование статистических методов и представлений о квантовом характере теплового излучения Макс Карл Эрнст Людвиг Планк

Квантовая природа излучения Применение ТИ. Пирометры Теплоэнергетика, электроэнергетика, строительство, астрономия и др. науки, в быту. Пиросенсоры - датчики движения в системах охраны зданий

Квантовая природа излучения Тепловизоры