Законы теплового излучения

Тепловое излучение тел в термодинамическом равновесии имеет сплошной спектр. Распределение энергии в спектре излучения зависит от длины волны и имеет яркий максимум.

С повышением температуры максимум излучения смещается в сторону более коротких длин волн. Если исследовать распределение Планка на max, то можно получить , где с’=2.89 10^-3мК – постоянная Вина.

Если известно , тогда легко определяется , c’’=1.3 10^-14Вт/м²нмК^-5

Площадь под кривой спектрального распределения это вся испускаемая черным телом энергия (ед. поверхности).

-- закон Стефана-Больцмана.

Этот закон применим для серых тел: . Энергетическая светимость абсолютно черное тело пропорциональна 4-ой степени температуры.

§ 6. Оптическая пирометрия.

Пусть для некоторого тела измерена энергетическая светимость (или ее часть в постоянном темном угле) , степень черноты неизвестна поэтому положили . Тогда разогреем абсолютно черное тело до такой температуры, чтобы его энергетическая светимость сравнилась с измеренной, т.е. .

Температура, при которой энергетическая светимость черного тела достигает величины измеренной энергетической светимости, называется радиационой температурой .

Излучение абсолютно черное тело подчиняется закону Стефана-Больцмана:

Реально же степень черноты тела всегда <1 и по закону Кирхгофа оно излучает слабее черного тела, поэтому, чтобы излучать энергию на уровне измеренной температура тела должна быть выше температуры абсолютно черное тело . Измерение цветовой температуры.

Для серых тел при термодинамическом равновесии . Поэтому и к серым телам применим 1 закон Вина. Определив длину волны, где для тела можно, используя соотношение для абсолютно черное тело, найти цветовую температуру . Для серых тел цветовая температура совпадает с истинной. Более точный способ нахождения Т_ц, а также применимый для не серых тел заключается в следующем: сравниваются спектральные энергетические светимости тела и абсолютно черное тело на двух длинах волн: . Тогда температура находится из соотношения .