7.Спектральная плотность энергетической светимости черного тела. Идея Планка о механизме теплового излучения. Квант света. Формула Планка.

Закон излучения абсолютно черного тела.

Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры (), где– постоянная Стефана-Больцмана.

Согласно закону смещения Вина:длина волны _max, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуреТ: , где– постоянная Вина.

Испускательная способность(спектральная плотность энергетической светимости) АЧТ:

Атомы и молекулы вещества излучают энергию определенными порциями энергии – квантами.

, где– постоянная Планка.

, где С₁и С₂– постоянные величины.

– закон Стефана-Больцмана.

, где – скорость света; – постоянная Больцмана.

Эта формула находится в соответствии с опытными данными во всем интервале длин волн при всех температурах.

Солнце – основной источник теплового излучения в природе, занимает широкий диапазон длин волн: от 0,1нм до 10м и более. 99% – на диапазон от 280 до 6000нм, от 6000 до 500000нм – 0,4% энергии Солнца. На единицу площади Земной поверхности приходится в горах от 800 до 1000 Вт/м². До земной поверхности доходит одна двухмиллиардная часть тепла - 9,23 Дж/см². В атмосфере Земли большая часть ИК-излучения поглощается молекулами воды, кислорода, азота, диоксида углерода. Радиодиапазон тоже большей частью поглощается атмосферой.

Количество энергии, которую приносят солнечные лучи за 1с на площадь в 1 м², расположенную за пределами земной атмосферы на высоте 82 км перпендикулярную солнечным лучам называется солнечной постоянной. Она равна 1,4103 Вт/м².

Спектральное распределение нормальной плотности потока солнечного излучения совпадает с таким для АЧТ при температуре 6000 градусов. Поэтому Солнце относительно теплового излучения – АЧТ.

8.Излучение Солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей.

Излучение Солнца

Солнце – самаянеизученнаязвезда в нашей Солнечной системе.

Солнце– наиболее мощный источник теплового излучения,обеспечивающий жизнь на Земле.

Солнечная постоянная I- поток солнечной радиации, приходящейся на 1 м²площадиграницы земной атмосферы.

Применение теплового излучения в медицине

ИК–излучение– это электромагнитная волна в диапазоне от 0,76 мкм до 1-2 мм.

Инфракрасное излучение является низкоэнергетическим и для глаза человека невидимо, поэтому для его изучениясозданы специальные приборы –тепловизоры (термографы), позволяющие улавливать это излучение, измерять его и превращать его в видимую для глаза картину.

Тепловизоры относятся к оптико-электронным приборам пассивного типа. В них невидимое глазом человека излучение переходит в электрический сигнал, который подвергается усилению и автоматической обработке, а затем преобразуется в видимое изображение теплового поля объекта для его визуальной и количественной оценки.

Диапазон инфракрасного излучения делится на несколько фрагментов:

Длина волн (мкм)	Название
0.76-1.5	Ближнее инфракрасное излучение
1.5-5.5	Коротковолновое инфракрасное излучение
5.6-25	Длинноволновое инфракрасное излучение
25-100	Дальнее инфракрасное излучение

В современной медицине тепловизионное обследование представляет мощный диагностический метод, позволяющий выявлять такие патологии, которые плохо поддаются контролю другими способами.

Основные методы в тепловидении

• Бесконтактные

1. Термограф

2. Тепловизор

• Контактные

• На небольшой участок поверхности тела помещается специальная жидкокристаллическая пленка.

• Жидкие кристаллы обладают свойством оптической анизотропии и меняют цвет в зависимости от температуры.

В медицине

Выявление в организме областей с аномальной температурой, в которых что-то происходит не так.

Тепловизионное обследование служит для диагностики на ранних стадиях(до рентгенологических проявлений, а в некоторых случаях задолго до появления жалоб больного) следующих заболеваний:

• воспаление и опухоли молочных желез,

• органов гинекологической сферы, кожи, лимфоузлов,

• ЛОР-заболевания,

• поражения нервов и сосудов конечностей,

• варикозное расширение вен;

• воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, почек;

• остеохондроз и опухоли позвоночника.

Как абсолютно безвредный прибор тепловизор эффективно применяется в акушерстве и педиатрии.

• У здорового человека распределение температур симметрично относительно средней линии тела.

• Нарушение этой симметрии и служит основным критерием тепловизионной диагностики заболеваний.

По участкам тела с аномально высокой или низкой температурой можно распознать симптомы более 150 болезней на самых ранних стадиях их возникновения.

Термография — метод функциональной диагностики, основанный на регистрации инфракрасного излучения человеческого тела, пропорционального его температуре.