Виды излучения

Электромагнитное излучение всех длин волн обусловлено колебаниями электрических зарядов, входящих в состав вещества, т.е. электронов и ионов. При этом колебания ионов соответствуют излучению низкой частоты (инфракрасному), т.к. масса ионов велика по сравнению с массой электрона. Колебания электронов, удерживающихся около положения равновесия атомами и молекулами, вызывают излучение высокой частоты (видимый и ультрафиолетовый свет). В металлах свободные электроны принадлежат всему кристаллу, здесь нельзя говорить о колебаниях около положения равновесия. Торможение свободных электронов вызывает излучение в виде импульсов, в которых могут присутствовать различные длины волн.

На излучение излучающее тело расходует энергию. В зависимости от источников энергии различают следующие виды излучения.

Хемилюминесценция – излучение происходит за счет энергии, выделяющейся при химических превращениях. При этом изменяется химический состав вещества (гниющее дерево, окисляющийся фосфор).

Электролюминесценция – свечение газов и паров под действием проходящего через них электрического разряда, могущего иметь различные формы (тлеющий разряд, электрическая дуга, искра и т.д.). энергия для излучения сообщается атомам и молекулам за счет бомбардировки электронами, разгоняющимися электрическим полем разряда (огни рекламы – свечение неона, аргона).

Катодолюминесценция – свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой электронами, ускоренными разностью потенциалов электрического поля (свечение экрана осциллографа).

Фотолюминесценция – излучение тела, вызванное освещением его от внешнего источника (непрерывным или предварительным). При этом тело излучает волны с длиной волны λ₂, которая больше, чем длина волны внешнего источника λ₁ (лампы дневного света).

Тепловое излучение – свечение тел, обусловленное их нагреванием. Тепловое излучение совершается за счет энергии теплового движения атомов и молекул вещества и свойственно всем телам при любой температуре выше

0 К, однако при низких температурах излучаются лишь длинные (инфракрасные) волны. Тепловое излучение характеризуется сплошным спектром.

Тепловое излучение является единственным видом излучения, способным находиться в равновесии с окружающими телами. Эта особенность объясняется тем, что интенсивность теплового излучения зависит от температуры.

Поместим излучающее тело в полость, ограниченную идеальной отражающей теплоизолирующей оболочкой. В таких условиях система тело – излучение потерь энергии испытывать не будет. Между телом и излучением, заполнившем полость, будет происходить непрерывный обмен энергией, в результате которого постепенно установится равновесие между телом и излучением, т.е. тело в единицу времени будет столько же излучать энергии, сколько и поглощать. Если распределение энергии между телом и излучением остается неизменным для каждой длины волны, состояние системы тело – излучение называется равновесным. Предположим, что по какой-либо причине равновесие в системе нарушится и тело станет больше (меньше) излучать, чем поглощать. В этом случае температура тела начнет понижаться (повышаться), будет уменьшаться (увеличиваться) количество энергии, излучаемой телом в единицу времени, до тех пор, пока равновесие не установится.

К равновесным системам применимы законы термодинамики, поэтому тепловое излучение подчиняется общим закономерностям, вытекающим из принципов термодинамики.