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

Закон Кирхгоффа (1859)

Отношение испускательной способности тела к поглощательной способности тела не зависит от природы тела, есть универсальная для всех тел функция частоты и температуры.

Для абсолютно черного тела

 - универсальная функция Кирхгоффа есть не что иное, как испускательная способность абсолютно черного тела.

 

При теоретических исследованиях для характеристики спектрального состава равновесного теплового излучения, удобно пользоваться функцией частоты . В экспериментальных -

Обе функции связаны друг с другом

Абсолютно черных тел в природе не существует.

Малое отверстие в полости близко по своим характеристикам к а. ч. т. Практически все излучение частицы поглощается в полости по закону Кирхгоффа

где T – температура стенок.

Из отверстия выходит излучение, близкое по спектральному составу к излучению а. ч. т. при той же температуре. Разлагая это излучение в спектр при помощи дифракционной решетки и измеряя интенсивность различных участков спектра, можно построить график функции .

Кривые, относящиеся к различным значениям температуры T абсолютно черного тела.

Площадь под кривой дает энергетическую светимость а. ч. т. при соответствующей температуре, которая сильно возрастает при увеличении температуры.

В равновесном состоянии энергия излучения будет распределена в объеме полости с определенной плотностью .

Спектральное распределение этой энергии характеризуется функцией , определенной условием

,

где - доля плотности энергии приходящаяся на интервал частот

 

Полная плотность энергии  равна:

 

Экспериментально получили

 

Эта формула связывает испускательную способность а. ч. т. с равновесной плотностью энергии. Max испускательной способности а. ч. т. с увеличением температуры смещается в сторону более коротких волн . С классической точки зрения на излучение были получены законы в поисках  универсальной функции Кирхгоффа.


На главную