Гипотеза Планка Шкала электромагнитных волн Тепловое излучение Закон Кирхгоффа фотоэффект Атом Бора момент импульса Второй постулат квантовой механики Законы сохранения Оператор кинетической энергии

Курс лекций и задач по физике

Тепловое излучение

Подпись: Рис. 1.Это испускание электромагнитных волн за счет внутренней энергии тел.

Остальные излучения (свечения) за счет любого вида энергии, кроме внутренней (тепловой), называется люминесценцией. Химилюминесценция, электролюминесценция, катодолюминесценция, фотолюминесценция.

Тепловое излучение происходит при любой температуре. При невысоких температурах излучаются лишь инфракрасные волны. На рис.1 излучающее тело окружили оболочкой с идеально отражающей поверхностью (r – коэффициент отражения равен 1). Происходит непрерывный обмен между телом и заполняющим оболочку излучением. Излучение равновесное – то есть распределение энергии между телом и излучением остается неизменным.

Единственное тепловое излучение может находиться в равновесии с излучающим телом, это обусловлено тем, что его интенсивность возрастает при повышении температуры.

Основные характеристики:

Интенсивность теплового излучения характеризуется потоком энергии, измеряемой в ваттах.

Энергетическая светимость

- поток энергии, испускаемой единицей поверхности в интервале частот .

где - испускательная способность тела, функция частоты температуры тела.

Как  так  зависят от температуры.

Энергетическая (или испускательная) светимость равна:

Излучение можно характеризовать вместо частоты  длиной волны . Участку  будет соответствовать интервал длин волн .

, так как

Продифференцируем это

Знак « - »показывает, что с возрастанием или , другая величина убывает.

Доля энергетической светимости, приходящая на интервал

Если  и  - один и тот же участок спектра,

,

то есть

С помощью этой формулы можно перейти от  к  и наоборот.

Пусть на элементарную площадку тела падает поток лучистой энергии

  , где

- поглощательная способность тела, безразмерная величина.

- падающий поток лучистой энергии,

 - поглощенная телом часть этого потока

 

 - серое тело,

 - абсолютно чёрное тело.


На главную