Тепловое излучение

Тепловое излучение и его характеристики. Закон Кирхгофа для теплового излучения. Экспериментальные законы излучения абсолютно черного тела.

КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ

Лекция 4

Излучение, возникающее за счет внутренней энергии тел, называется тепловым. Все остальные виды свечения называются люминесценцией. Спектральный состав теплового излучения зависит от температуры тела. При невысоких температурах излучаются лишь инфракрасные электромагнитные волны. При повышении температуры максимум смещается в сторону более коротких волн: красных, оранжевых, желтых и т. д. Чем выше температура тела, тем больше частота, на которую приходится максимум излучения. Интенсивность излучения также растет с ростом температуры тела.

Основные характеристики излучения:

1.Энергетической светимостью тела называется поток энергии испускаемый единицей его поверхности по всем направлениям.

2.Испускательной способностью тела называется поток энергии, испускаемый единицей поверхности тела в единичном интервале частот:

Энергетическая светимость связана с испускательной способностью соотношением:

Физические тела способны не только излучать, но и поглощать падающую на них электромагнитную энергию. Поглощательной способностью тела называется отношение поглощенного элементарной площадкой потока энергии к падающему потоку :

Тело, поглощающее всю падающую на него электромагнитную энергию , называется абсолютно черным. Абсолютно черных тел в природе не существует. Есть только тела, приближающиеся по своим свойствам к абсолютно черным. Одной из наиболее часто употребляемых моделей абсолютно черного тела является металлическая полость с небольшим отверстием рис.1.

Попадающее через отверстие внутрь полости электромагнитное излучение при многократных отражениях от стенок практически полностью поглощается, а вероятность того, что оно выйдет обратно через отверстие, крайне мала.

Между испускательной и поглощательной способностью тела имеется связь. Она устанавливается законом Кирхгофа, согласно которому отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела и является для всех тел одной и той же универсальной функцией частоты и температуры: