Закон излучения абсолютно черного тела Кирхгофа

Поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям (в пределах телесного угла 2π), называют энергетической светимостью тела.

r_ω– испускательная способность тела. Есть функция частоты и температуры.

a_ωr – поглотительная способность тела. Для абсолютного черного тела a_ωr=1, а тела для которого a_ωr= a_r=const˂1 – cерым.

Кирхгоф установил: отношение поглощаемой и испускаемой способности не зависит от природы тела, оно является для всех тел одной и той же функцией частоты (длинные волны) и температуры.

– излучательная способность абсолютно чёрного тела

Абсолютно черных тел в природе не существует. Приближенные примеры – смола, бархат, платиновая чернь, «крысиная нора».

6.2.Закон смещения Вина

– закон смещения Вина

Закон Стефана-Больцмана

Максвелл показал, что , где p – давление, ω – объемная плотность излучения

Для адиабатического процесса:

i – число степеней свободы.

Q₁

ΔP

Q₂

Больцман использует микроцикл Карно 1,4; 2,3 – адиабаты 1,2; 4,3 – изотермы. Запишем первое начало термодинамики для изотермических процессов:

Q₂ – отрицательное, но мы берем его по модулю. Затем Стефан применяет равенство Клаузиуса

. . . .

Если ,то . .

- закон Стефана-Больцмана

Классическая и квантовая теория излучений. Формула Планка

Классическая теория излучений не объясняет зависимость от длины волны. (данное несоответствие прозвали ультрафиолетовой катастрофой).

- средняя энергия частицы

На смену классической теории пришла квантовая и Планк смог описать УФ-катастрофу и решить вопрос, чему равна функция в законе Стефана-Больцмана. Энергия является дискретной. Поглощение и излучение квантов.