ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Тепловое излучение Испускаемый источником свет уносит с собой энергию. В тех случаях, когда необходимая энергия сообщается нагреванием, то есть подводом тепла, излучение называется тепловым или температурным Рис. 1. Схема излучения нагретого тела во внешнее пространство
Характеристики теплового излучения Энергетическая светимость тела d. Ф - элементарный поток излучения всех длин волн, испускаемых элементарной площадкой d. S.
Излучательная способность тела (спектральная плотность энергетической светимости) Связь энергетической светимости с испускательной способностью
Рис. 2. Схема распределения падающего потока излучения d. Фпад - элементарный поток излучения, приходящийся на малый диапазон d , падает на поверхность тела 1; d. Фотр - отраженная от поверхности тела часть падающего потока; d. Фпогл - поглощенная телом часть; d. Фпрош- часть потока, прошедшая через тело
Поглощательная способность тела (коэффициентпоглощения) Отражательная способность тела (коэффициент отражения) Пропускательная способность тела (коэффициент пропускания)
Рис. 3. Модель абсолютно черного тела
Рис. 4. В эвакуированной полости с температурой Т стенок помещены различные тела
Закон Кирхгофа f ( , Т) - универсальная функция Кирхгофа
Рис. 5. Излучательные способности тел, имеющих одну и ту же температуру: 1 - абсолютно черное тело; 2 -серое тело; 3 - произвольное тело
Рис. 6. Излучательная способность абсолютно черного тела при различных температурах
Закон Стефана–Больцмана R(T) = σT 4 Постоянная Стефана-Больцмана σ = 5, 671· 10– 8 Вт / (м 2 · К 4)
Закон смещения Вина λm = b / T Постоянная Вина b = 2, 898· 10– 3 м·К
Формула Релея–Джинса r(λ, T) = 8 π k T λ– 4
Рис. 7. Сравнение закона распределения энергии по длинам волн в излучении абсолютно черного тела с формулой Рэлея–Джинса
Квантовая гипотеза Планка Энергия кванта Постоянная Планка Формула Планка E = hν h=6, 6. 10 -34 Дж с
Рис. 8. Точками представлены экспериментальные данные: пунктиром- кривая, построенная по формуле Рэлея- Джинса; сплошной линией – кривая, построенная по формуле Планка