§ 4. Тепловое и люминесцентное излучение

Излучение твердых и жидких тел подчиняется законам излучения абсолютно черного тела (далее АЧТ, см. § 6 в гл. VI). При высоких температурах (500° С и выше) оно аначительно уве-

* Это вычисление является приближенным, так как пламя не имеет правильной геометрической формы и размеры его во время горения изменяются.

личивается — появляется заметное на глаз световое излучение, т. е. тела начинают светиться.

Наличие в пламени осветительного состава накаленных твердых и жидких частичек, безусловно, необходимо, так как горячие пары и газы излучают .малое количество световой энергии.

В соответствии с законом Стефана — Больцмана энергия, излучаемая твердыми телами, быстро увеличивается с повышением их температуры.

Таблица 11.4 Яркость и светоотдача АЧТ при различных температурах

Температура, тысячи К	Яркость, сб	Световая отдача, лм/Вт	^Температура, тысячи К	Яркость. тысячи сб	Световая отдача, лм/Вт
1,6	2	0,2	2,8		1.	5	13,9
2,0	441	1,5	3.0	2.	9	19,2
2,2	130	3.2	3,5	9.	4	34,7
2,4	350	6,6	4,0	23.	4	50.3
2,6	779	9,4	5,0	84.	1	74

В табл. 11.4 показана зависимость яркости и светоотдачи абсолютно черного тела от температуры.

Спектральное распределение энергии излучения АЧТ (при 3000 К), излучения пламени типичного осветительного состава, а также кривая видности глаза показаны на рис. 11 .8.

Рис. 11.8. График распределения энергии по спектру:

1—АЧТ при 3000 К; 2—осветительный состав; 3—кривая видности человеческого глаза

Осветительные составы, имеющие температуру пламени ниже 2000° С, вообще применять нецелесообразно, так как они дают при горении очень мало световой энергии.

Горячие тела, спектральная кривая распределения энергии излучения которых аналогична кривой АЧТ, имеющего ту же температуру, но только с меньшими ординатами, называют серыми излучателями. К числу таких излучателей относят углерод и некоторые черные оксиды. Суммарная излучательная способность графита при температуре 100—1500° С составляет 52% от излучения АЧТ, нагретого до той же температуры.

Спектр излучения белых оксидов (MgO или А1203) является непрерывным; излучательная способность белых оксидов как монохроматическая, так и суммарная несколько меньше, чем у АЧТ (см. табл. 11.5).

Таблица 11.5 Излучательная способность оксидов при высоких температурах

		Излучательная способность оксидов в % от
			излучательной способности АЧТ
Формула	Температура,			Длина волны в мкм
оксидов	К
		0,700				0,600	0,500	0,450
А120з	1600	25	40			81	90
А120з	1900	33	50	89		99
MgO	1500	23	35	65	--
MgO	1900	41	53	65	00 00
ThO2	2000	47	48	49	50
ВеО	1700	08	19	45	--

Оксиды магния и алюминия при высокой температуре особенно интенсивно излучают в области коротких волн, где их излучение становится почти равным излучению АЧТ.

Кроме теплового излучения в лламени осветительных составов во многих случаях наблюдается и излучение люминесцентное.

Причиной его следует считать изменение энергетических свойств (уменьшение запаса энергии) электронов в атомах и молекулах.

Отсутствие или наличие люминесцентного излучения в пиротехнических пламенах может быть установлено в соответствии с критерием Вавилова — Видемана, согласно которому люминесценция четко отделяется от других процессов радиации. Вавилов рассматривает люминесценцию как избыток излучения над тепловым излучением тела в том случае, когда это избыточное излучение обладает конечной длительностью, значительно превышающей период световых колебаний.

Наличие в спектрах пламен осветительных составов отдельных линий и полос нельзя считать безусловным доказательством люминесцентного излучения, так как в данном случае линии и полосы могут быть обязаны своим происхождением и тепловому возбуждению атомов и молекул.

Я.вления люминесценции в пламени осветительных составов еще недостаточно изучены, ,и влияние м.нотих «пламенных» добавок на световые показатели пламени остается еще часто невыясненным.