Тема 14. Термодинамика излучения.

Абсолютно черное тело.

Распределение Планка.

— спектральная плотность объемной плотности энергии равновесного излучения при температуреT,k— постоянная Больцмана.

Закон Кирхгофа.

I— интенсивность света или плотность потока энергии (энергия в единицу времени через единицу площади)., где— спектр света или спектральная плотность интенсивности света или спектральная плотность плотности потока энергии (энергия в единицу времени через единицу площади и в единичном интервале частот).

Об интенсивности говорят только тогда, когда свет идет только в одном направлении. В случае равновесного излучения при температуре Tсвет через площадку идет в телесный угол 2π в каждом из двух направлений.

Для абсолютно черного тела, сколько энергии падает столько и излучается. Вместо спектра для направленного излучения для излучения во все стороны вводят— испускательную способность поверхности, которая для абсолютно черного тела равна (как и) спектральной плотности плотности потока энергии.

— для абсолютно черного тела.

Если тело не абсолютно черное, то можно ввести — безразмерный коэффициент поглощения поверхности (энергетический).

По закону Кирхгофа отношение испускательной способности к коэффициенту поглощения не зависит от свойств поверхности, зависит только от частоты света и температуры поверхности. Как позднее было показано Планком .

Закон Стефана-Больцмана.

При термодинамическом равновесии излучения при температуре T:

, где— плотность потока энергии,— постоянная Стефана-Больцмана.

Закон смещения Вина.

и=>

Назовем величину такую, чтопри.

Тогда — закон смещения Вина, где— константа.

Интерферометр Фабри-Перо.

Пусть — амплитуда падающей световой волны,и— амплитудные коэффициенты пропускания двух зеркал,и— амплитудные коэффициенты отражения этих зеркал,— расстояние между зеркалами, тогда амплитуда прошедшей световой волны

А интенсивность прошедшей волны, как квадрат амплитуды равна

Литература.

1. Е. И. Бутиков. Оптика. — М.: Высшая школа. 1986. 512с.

2. М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики. — М.: Наука. 1970. 856с.

3. Г. С. Ландсберг. Оптика.