Лекция №21 тепловое излучение

Раздел 6. Квантовая и атомная физика

Тема: Тепловое излучение. Природа тепловогоизлучения. Основные характеристики теплового излучения. Спектр теплового излучения абсолютно твёрдоготела. Гипотеза Планка.Формула Планка. Закон Кирхгофа. Законы Стефана-Больцмана и Вина. Тепловые источники света. Оптическая пирометрия.

Законы теплового излучения абсолютно черного тела позволя­ют вычислить его температуру. Методы определения температуры те­ла по тепловому излучению называют оптической пирометрией. Широ­ко используются три пирометрических метода:

1. Цветовой метод.

В основе метода лежит закон смещения Вина. Измеряют длину волны, на которую приходится максимум энергии в спектре излуче­ния тела, вычисляют его температуру по закону смещения Вина. Метод широко используется астрономами. Температура опре­деляется по цвету звезд.

2. Радиационный метод.

Опытным путем определяют энергетическую светимость раскален­ного тела. Используя закон Стефана – Больцмана для абсолютно чер­ного тела, вычисляют радиационную температуру и по специальным таблицам узнают истинную температуру тела.

3. Яркостный метод.

Данный метод позволяет визуально сравнить яркость раскален­ных тел, одно из которых является эталоном. Для измерения исполь­зуется прибор, называемый пирометром с исчезающей нитью.

Оптическими свойствами материалов называют их способность количественно и качественно изменять световой поток. В резуль­тате воздействия материалов на световой поток проявляются такие его свойства, как цвет, блеск, прозрачность, белизна и др. Оп­тические свойства текстильных материалов имеют существенное зна­чение при оценке внешнего вида, эстетическом восприятии одежды. Они позволяют выявлять, подчеркивать или, наоборот, скрывать фактуру материала, силуэт, конструктивные особенности изделия, объем фигуры человека.Световой поток Ф, падающий на текстильный материал претер­певает ряд изменений: часть его Ф_r отражается от поверхности волокон, часть Ф_a поглощается и часть Ф_t – проходит через ма­териал.

Основными характеристиками световых свойств материалов слу­жат коэффициенты: отражения r, поглощения a и пропускания t. Эти коэффициенты представляют собой отношение соответственно отраженного Ф_r, поглощенного Ф_a пропущенного Ф_t потоков излучения к падающему потоку:

r = , a = , t = .

Ощущения, получаемые глазом в результате действия спектраль­ных излучений, даже при их одинаковой интенсивности, обладают различной светлотой. Это связано с тем, что глаз имеет неодина­ковую чувствительность к лучам различной длины волны. Максималь­ной чувствительностью глаз обладает к желто-зеленым лучам с дли­ной волны примерно 555 нанометров, минимальной – к лучам обоих концов спектра.