Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа для теплового излучения

Вопрос №1

Какое излучение называется тепловым? Что называется интегральной лучеиспускательной способностью тела (энергетической светимостью), монохроматической лучеиспускательной способностью тела (оптической плотностью энергетической светимости), поглощательной способностью тела?

Тепловое излучение – излучение, которое происходит за счет внутренней энергии тел.

Все другие виды свечения возбуждаемее за счёт энергии нетеплового происхождения называется люминесценцией:

- Хемилюминесценция (Свечение фосфора);

- Свечение в газах и твердых телах под действием электрического поля;

- При бомбардировке твердых тел электронами, возникает катодолюминесценция;

- Фотолюминесценция (под действием поглощаемого электромагнитного излучения).

Энергетическая светимость (Rt) – энергия испускаемая с единицы поверхности излучаемого тела по всем направлениям во всем интервале длин волн или частот (зависит от температуры).

Если рассматривать поток энергии в узком интервале dV, то

dRt ~ dV

dRt = rdV – излучательная (испускательная) способность.

Испускательная способность – энергия, излучаемая с единицы поверхности в узком интервале длин волн dV.

а – поглощательная способность. Показывает какая доля энергии, падающей на тело, этим телом поглощается.

а = W(погл)/W(пад)

W(пад) – энергия, падающая на тело;

W(погл) – энергия, поглощаемая телом.

Если а = 1, то это абсолютно черное тело.(Таких тел не бывает);

Если а меньше нуля, такие тела – серые.

Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа для теплового излучения.

Модель абсолютно черного тела: Абсолютно черное тело – полость с небольшим отверстием. Площадь полости много больше площади отверстия. Если луч падает в полость и не проходит через центр полости, то луч может бесконечно отражаться в полости, энергия будет уменьшаться и в конце концов, она поглотиться!

Закон Кирхгофа:

Тела могут обмениваться между собой энергией только путем испускания и поглощения.

Опыт показал, что через некоторое время система придет в состояние теплового равновесия, то есть, все тела будут иметь одну и ту же температуру, равную температуре оболочки. В таком состоянии тело, обладающее большей испускательной способностью в единицу поверхности за единицу времени, теряет больше энергии, чем тело с меньшей испускательной способностью. Тело, больше испускающее за единицу времени в единицу поверхности, больше и поглощает.

Для каждого отдельно взятого тела, излучательная и испускательная способность существенно зависит от длины волны и температуры. Отношение этих величин не зависит от природы тела, а определяется только частотой и температурой.

Отношение излучательной и испускательной способностей тела не зависит от природы тела. Оно является для всех тел одной и той же универсальной функцией от частоты и температуры, не зависимо от природы тел.