ЗаконВина

Согласно закону, длина волны λmax, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости АЧТ, обратно пропорционален его абсолютной температуре Т: , где – постоянная Вина.

Максимум спектральной плотности при увеличении температуры смещается в сторону более коротких длин волн. Поэтому закон Вина называют законом смещения, применяется в оптической пирометрии– метода определения температуры по спектру излучения сильно нагретых тел, которые отдалены от наблюдателя. Именно этим методом впервые была определена температура Солнца (для 470 нм Т = 6160 К).

Спектральная плотность энергетической светимости черного тела. Идея Планка о механизме теплового излучения. Квант света. Формула Планка.

Закон излучения абсолютно черного тела.

Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры ( ), где – постоянная Стефана-Больцмана.

Согласно закону смещения Вина: длина волны l_max, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре Т: , где – постоянная Вина.

Испускательная способность (спектральная плотность энергетической светимости) АЧТ:

Атомы и молекулы вещества излучают энергию определенными порциями энергии – квантами.

, где – постоянная Планка.

, где С₁ и С₂ – постоянные величины.

– закон Стефана-Больцмана.

, где с – скорость света; k – постоянная Больцмана.

Эта формула находится в соответствии с опытными данными во всем интервале длин волн при всех температурах.

Солнце – основной источник теплового излучения в природе, занимает широкий диапазон длин волн: от 0,1нм до 10м и более. 99% – на диапазон от 280 до 6000нм, от 6000 до 500000нм – 0,4% энергии Солнца. На единицу площади Земной поверхности приходится в горах от 800 до 1000 Вт/м². До земной поверхности доходит одна двухмиллиардная часть тепла - 9,23 Дж/см². В атмосфере Земли большая часть ИК-излучения поглощается молекулами воды, кислорода, азота, диоксида углерода. Радиодиапазон тоже большей частью поглощается атмосферой.

Количество энергии, которую приносят солнечные лучи за 1с на площадь в 1 м², расположенную за пределами земной атмосферы на высоте 82 км перпендикулярную солнечным лучам называется солнечной постоянной. Она равна 1,4 103 Вт/м².

Спектральное распределение нормальной плотности потока солнечного излучения совпадает с таким для АЧТ при температуре 6000 градусов. Поэтому Солнце относительно теплового излучения – АЧТ.