12 Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Закон Кирхгофа. Функция планка.

Любое излучающее энергию тело в виде электромагн волн должно каким-либо способом пополнять энергию. Если излучаемые тела получают энергию за счет хим реакций и наблюд холодное свечение такое холодное свечение назыв хемилюминесценция

Самым распростр излучением явл тепловое излучение. Энергия таких тел пополняется за счет их нагрева, за счет получения кол-ва теплоты. Теплове излучение всегда наход в теплов равнов с окруж телами. Это означ если t тела > t окруж среды то тело интенсивно излучает если t тела < t окруж среды то поглащает. В тепловом равновесии кол-во излуч энергии тела должно=кол-ву поглащ эн за тоже время и t тела и t окруж среды должны быть одинаковы. хар-ки теплового излучения:

1) – энергетич (полная) или интегральная светимость тела. Энергетич светимость численно= энергии, излученной телом в ед времени с ед площади во всем интервале длин волн от 0 до . Если энергия излуч равномерно во времени и с пов-ти то энергетич светимость можно найти

2) или при равном излучении - поток или мощность излучения, поток численно=энергии излуч в ед времени.

3)тело излучает самые разнообразные длины волн от 0 до и энергия по разному распред по длинам волн. выберем какую-либо длину волны λ и около ее интервал шириною dλ . на этот интервал приход энергия d = dλ т.е энергия уносимая интервалом длин волн шириною dλ пропорц этой ширине интервала. Коэфф пропорцион-ти - зависит от той длины волны около котор взят интервал и от t тела. - спектральной(удельной или плотностью энергетической светимости) излучат способностью. - спектральн излучат способность или плотность излучения- это кол-во энергии излучаемое в ед времени с ед площади единичным интервалом длин волн выбран около конкретн длины волны. =

Энергетич светимость т.е энергия уносимая всеми длинами волн от 0 до , численно=площади фигуры, ограничен графиком и осью длины волны λ.. =

4)тело не только излуч энергию но и поглащает и частично отражает. Пусть на тело падает световой поток .

согласно закона сохранения энергии = |

1=ρ+a+Д

ρ- коэфф отражения,ρ= показыв какая часть потока отражается

а-коэфф поглащения, а= , показ какая часть потока поглащается

д-коэфф прозрачности напрактике чаще всего будем с непрозрачн телами, для которых Д=0, 1=ρ+a

в этом соотнош ρ,а полные отражательная и поглащат способности по отнош к длинам волн. Отнош для конкретн длины волны , здесь - спектральные отражательные и поглащат способности

1)если =0, тогда =1, тело которое ничего не поглащает а все отражает падающее излучение назыв абсол белым.

2) =0, =1, тело котор ничего не отраж а все поглащ падающее излучение назыв абсол черным.

3) <1, <1, Если поглащат способности< 1 и одинаковы по всем видам волн такое тело назыв серым.в зависимости значений и от их длин волн и объясняется окраска тел, если тело окрашено в зеленый свет это означ что оно поглащ все длины волн кроме зеленых, а зеленое хорошо отражает.

Закон Кирхгофа для теплового излучения

Пусть в некотор изолир полости в которой откачен воздух наход несколько тел различной природы. Эти тела могут обменив энергией друг с другом и с оболочкой путем только излучения и поглащения элктромагн волн. При тепловом равновесии когда t тел и оболочки одинакова кирхгоф опред =const для данной λ и t

-отношение спектральной излучат способности тела к его спектральн поллащат способности для данн длины волны и данн температуре не зависит от природы тел, а есть вел-на постоянная.

Если изменить длину волны и t то эти отношения будут постоянными но уже др значения⇒эти отношения есть ф- длины волны и t

выделим получим

из закона Кирхгофа вытекает, что спектральн излучат способность обсол.черн тела, есть функция длины волны и t, получивш назван универсальн функции.

Планк выдвин гипотезу, что энергия тела при любой t излучается не непрерывно,а отдельными порциями назван квантами. Причем энергия одного кванта ε=hν, где ν-частота излучения, h- постоянная Планка(6,625*10^-34Дж*с) постоянная Планка численно=энергии кванта с частотою 1Гц. λ=С*Т=С = , ν= , ε=h , с-скорость света в вакууме.

, здесь ε=h , КТ- энергия теплового движения атома.

Задавая разные длины волн построим

Теоретич кривая Планка дала хорошее совпадение с опытными данными