 |
Энергетическая светимость тела
|
|
|
|
Основные свойства теплового излучения
· Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до бесконечности
· Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно выраженный максимум при определенной частоте
· C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает
· C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших частот (меньших длин волн)
· Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного состояния
· Отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит что если мы поместим тело в термоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии.
Основные понятия и характеристики теплового излучения
Спектральная плотность энергетической светимости
Спектральная плотность энергетической светимости — функция частоты и температуры характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).
Аналогичную функцию можно написать и через длину волны
Можно доказать, что спектральная плотность энергетической светимости, выраженная через частоту и длину волны, связаны соотношением:
тепловое излучение в отличие от других видов излучения (люминесцен-
ции, рассеяния, отражения, тормозного, лазерного) является равновесным,
т.е. это электромагнитное излучение тела, находящегося в состоянии тер-
модинамического равновесия со средой.
Тепловое излучение
температурное излучение, электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счёт его внутренней энергии (в отличие, например, от люминесценции (См. Люминесценция), возникающей за счёт внешних источников энергии). Т. и. имеет Сплошной спектр, положение максимума которого зависит от температуры вещества. С её повышением возрастает общая энергия испускаемого Т. и., а максимум перемещается в область малых длин волн. Т. и. испускают, например, поверхность накалённого металла, земная атмосфера и т. д.
|
|
|
бсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.
Важность абсолютно чёрного тела в вопросе о спектре теплового излучения любых (серых и цветных) тел вообще, кроме того, что оно представляет собой наиболее простой нетривиальный случай, состоит ещё и в том, что вопрос о спектре равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно чёрного (и исторически это было уже сделано к концу XIX века, когда проблема излучения абсолютно чёрного тела вышла на первый план).
Энергетическая светимость тела
Энергетическая светимость тела - 
- физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.
; 
Дж/с·м²=Вт/м²
Энергетическая яркость 
— отношение энергетического потока излучения, испускаемого с бесконечно малой площадки источника и распространяющегося в бесконечно малом телесном угле, к площади проекции этой площадки на плоскость, перпендикулярную направлению распространения, и величине телесного угла.
|
|
|
В системе СИ измеряется в Вт/(м²·ср).
Энергетическая светимость 
– это количество лучистой энергии всех длин волн, испускаемой единицей поверхности тела в единицу времени во всех направлениях:
, (1)
где 
– энергия всех длин волн, излучаемая поверхностью 
за время 
.
Энергетическая светимость зависит от температуры, что отражается индексом “ T ”. 
Плотность распределения энергии по длинам волн дается другой характеристикой, называемой испускательной способностью 
, которая определяется следующим образом:
, (2)
здесь 
включает энергию излучения с длинами волн в интерва-ле 
.
Зная , можно найти энергетическую светимость:
. (3)
Плотность распределения энергии описывают не только по длинам волн, но и по частотам. Мы будем записывать все формулы через длину волны.
Имея ввиду, что:
Энергетическая светимость - это поверхностная плотность потока энергии, излучаемой поверхностью
Энергетическая яркость - это величина потока, излучаемого единицей площади в единицу телесного угла в данном направлении
4 Поглощательная способность 
. Это безразмерная величина, равная отношению части потока лучистой энергии 
в интервале длин волн поглощенной телом, ко всему потоку 
, падающему на тело и приходящемуся на тот же интервал длин волн.
Тело, которое полностью поглощает падающее на него излучение, называется абсолютно черным телом (АЧТ). Для него 
для всех значений l. Тело, для которого 
< 1 для всех l, называют серым.
Коэффициент поглощения — доля поглощения объектом взаимодействующего с ним другого объекта. Взаимодействующим объектом может быть электромагнитное излучение, энергия звуковых волн, ионизирующее или проникающее излучение, вещество (например, газообразный водород).
|
|
|
