Законы теплового излучения
Характеристики теплового излучения
· Энергетическая светимость
Поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям (в пределах телесного угла 2p-стерадиан), называют энергетической светимостью (излучательностью) тела RТ и измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м2).
· Испускательная способность
Излучение содержит волны с различной длиной волны l. Обозначим поток энергии, испускаемый единицей поверхности тела в интервале длин волн от l до , через dRl.
Величину rlT называют спектральной плотностью энергетической светимости (испускательной способностью). Она является функцией длины волны и температуры тела.
;
.
· Поглощательная способность
Пусть на элементарную площадку поверхности тела падает поток излучения dFlT с длинами волн в интервале от l до . Часть этого потока dF¢lT будет поглощена телом. Безразмерная величина
называется поглощательной способностью тела.
Она является функцией длины волны и температуры. По определению alT не может быть больше единицы. Тело называется абсолютно черным, если оно поглощает все упавшее на него излучение. У такого тела .
Моделью абсолютно черного тела в некотором интервале длин волн может служить полость с небольшим отверстием.
Законы теплового излучения § Закон Кирхгофа(открыт в 1859 году). Отношение спектральной плотности энергетической светимости тела к его поглощательной способности не зависит от природы тела и является для всех тел одной и той же (универсальной) функцией длины волны и температуры:
В случае абсолютно черного тела .
Звездочкой будем отмечать величины, характеризующие абсолютно черное тело. § Закон Стефана-Больцмана.
Энергетическая светимость АЧТ пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры:
.
Постоянная Стефана-Больцмана Вт/(м2×К4)
Для нечерных тел:
где RТ– энергетическая светимость реального тела, RТ* – энергетическая светимость абсолютно черного тела, aT – интегральная степень черноты (безразмерная функция температуры). Интегральная степень черноты определяется как отношение энергетической светимости излучения реального тела к энергетической светимости абсолютно черного тела, взятых при одной и той же температуре T.
§ Первый закон Вина. Длина волны lm, на которую приходится максимум спектральной плотности электрической светимости абсолютно черного тела, обратно пропорционален абсолютной температуре тела:
м.К – первая постоянная Вина.
Второй закон Вина. Максимальная спектральная плотность энергетической светимости АЧТ возрастает пропорционально пятой степени абсолютной температуры:
Вт/(м2×K5) – вторая постоянная Вина.
Кванты. Формула Планка.
Вывод законов Вина и Стефана – Больцмана из формулы Планка.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (328)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |