Вопрос 56 Тепловое излучение

Свечение тел, обусловлен­ное нагреванием, называется тепловым излучением. Тепловое излуче­ние – это электромагнитное излучение, возбуждаемое за счет энергии теплового движения атомов и молекул.

Величина , равная отношению лучистого потока , отраженного телом, к потоку , падающему на поверхность тела, называется коэффициентом отражения . Аналогично определяются коэффициенты пропускания и поглощения . Из закона сохранения энергии следует, что , поэтому .

Измерения показывают, что коэффициенты поглощения, пропускания и отражения зависят от длины волны падающего излучения и от температуры тела, т.е.

.

Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная плот­ность энергетической светимости или излучательная способность тела, т.е. мощность излучения с еди­ницы площади поверхности тела в единичном интервале длин волн спектра вблизи данной длины волны : .

Единица спектральной плотности энергетической светимости - джоуль на метр в квадрате .

Количество энергии, излучаемой с поверхности тела за секунду по всем длинам волн, называется интегральной плотностью излучения или энергетической светимостью .

Зная излучательную способность тела можно вычислить интег­ральную энергетическую светимость,просуммировав ее по всем длинам волн:

(6.1)

Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спект­ральной поглощательной способностью ,показывающей какая доля энергии, приносимой за единицу времени на единицу площади поверхности тела падающими на нее электромагнитными волнами с длиной от до , поглощается телом. Спектральная поглощательная способ­ность — величина безразмерная. Величины _, и зависят от природы тела, его термодинамической температуры и при этом различаются для излучений с различными частотами. Поэтому эти _{_} величины относят к определенным и (вернее, к достаточно узкому интервалу длин волн от до ).

Тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающее на него излучение любой частоты, называетсяабсолютночерным. Следовательно, спектральная поглощательная способность черного тела для всех частот и температур тождественно равна единице .

Результаты экспериментальных исследований и термодинамические рассуждения привели к следующему утверждению, которое называется законом Кирхгофа: отношение излучательной способности тела к поглощательной способности не зависит от природы тела, оно является для всех тел одной и той же универсальной функцией длины волны и температуры. Таким образом закон Кирхгофа можно выразить равенством:

(6.2)

где относятся к разным телам.