Основной закон поглощения

Излучать и поглощать могут твердые, жидкие и газообразные тела конечной толщины. Если на какое-либо тело падает луч интенсивностью I _λ1, то этот луч частично поглощается и выхо­дит с другой стороны тела с интенсивностью I _λ2, меньшей, чем I _λ1. Коэффициент поглощения для луча с данной длиной волны опреде­ляется из уравнения:

. (9.1)

Опыты показывают, что уменьшение интенсивности dI_λ пропорцио­нально начальной интенсивности I_λ, пути dx и зависит от свойств газа:

dI_λ = - к I_λ dx.

Знак «минус» в правой части указывает на уменьшение интенсивности. Коэффициент пропорциональности к, зависящий от физических свойств тела, температуры и длины волны, называется коэффициентом поглощения вещества, для лучей с данной длиной волны; к имеет размерность 1/м. Разделяя переменные, получаем:

.

Интегрируя данное уравнение в пределах от x = 0 до x = s, находим

,

откуда при к = const:

Следовательно, коэффициент поглощения:

. (7-2)

Полученное уравнение показывает, что A_λ зависит от коэф­фициента поглощения вещества к и толщины слоя тела s. При толщине s = 0 коэффициент A_λ = 0, т. е. поглощение происходит в слое вещества конечной толщины. Если s = ∞, то A_λ = 1, т. е. слой большой толщины поглощает луч целиком, как абсолютно черное тело. На величину A_λ влияет также коэффициент поглощения вещества к. Если значение к велико, то поглощение происходит в тонком поверхностном слое. В связи с этим, состояние поверхности тела оказывает большое влияние на его поглощательную и излучательную способности. Если к = 0, то и A_λ = 0.