2015-06-28
463
Тепловое излучение – процесс распространения внутренней энергии излучающего тела электромагнитными колебаниями.
Энергия излучения возникает за счет энергий других видов в результате сложных молекулярных и внутриатомных процессов. Природа лучей одна и та же: это электромагнитные волны. Тепловые волны отличаются от световых длиной волны: световые λ=0,4÷0,8 мкм, тепловые – инфракрасные λ=0,8÷40 мкм.
Интенсивность теплового излучения зависит от материала, температуры тела, длины волны, состояния поверхности. Для газов – толщины слоя и давления.
Излучают все тела, температура которых выше Т=0 0К, однако доминирующим видом ТО излучение остается при t≥600 0С. Главное отличие лучистого ТО в том, что поток энергии передается как от холодного тела – горячему, так и в обратном направлении. Конечным результатом является результирующий поток тепла.
Большинство твердых тел и жидкостей имеет сплошной спектр излучения (λЄ0…∞).
Чистые Ме и газы характеризуются прерывистым линейчатым спектром, имеющим ограниченный диапазон длин волн (λ…λ+dλ). Такое излучение называется монохроматическим.
В общем случае каждое тело, F>ОК, способно излучать, отражать или пропускать через себя поток лучистой энергии.
Поглощательная способность тела А – отношение энергии, поглощенной телом, ко всей энергии, падающей на тело А=QA/Q.
Отражательная способность R=QR/Q.
Пропускательная способность D=QD/Q.
По закону сохранения энергии: Q= QA+ QR+ QD →А+R+D=1.
A=1 R=D=0 – абсолютно черное тело;
R=1 A=D=0 - абсолютно,белое тело;
D=1 A=R=0 – абсолютно прозрачное (диатермичное) тело.
Все реальные тела – серые.
Т.к. все тела испускают электромагнитное излучение, то каждое тело может характеризоваться собственным излучением, которое зависит от температуры тела (Qсоб). Сумма собственного и отраженного излучения составляет поток эффективного излучения тела:
Qэф=Qсоб+QR; Qрез=Qсоб-QА.
Разность между собственным излучением и поглощенной частью падающего излучения называют результирующим.
Тепловое излучение характеризуется величинами:
Интегральный (полный) поток излучения
Q – суммарная энергия, излучаемая с поверхности тела во всем диапазоне длин волн спектра в единицу времени:
, Вт.
Е – плотность потока интегрального излучения (лучеиспускательная способность тела) – энергия, излучаемая в единицу времени с единицы площади поверхности тела по всем направлениям полусферического пространства. Е зависит от температуры и сферических свойств пространства:
.
Спектральная плотность потока (интенсивность излучения) – отношение плотности потока излучаемого в бесконечно малом интервале длин волн к величине этого интервала:
. (I)
