Основные законы излучения
К основным законам излучения относятся: Закон Планка,Закон смещения Вина,Закон Стефана – Больцмана, Закон Кирхгофа.
Закон Планка вводит понятие спектральной плотности потока излучения Iλ в заданном диапазоне длины волны от до .
Закон Планка: спектральной плотности потока излучения Iλ зависит от абсолютной температуры Т и имеет максимум при определенной длине волны.
Закон смещения Вина: с повышением температуры максимальное излучение смещается в область более коротких длин волн, так что выполняется условие
, мкм.
Например, для Солнца, имеющего температуру поверхности около Т=6000 К, максимум излучения соответствует длине волны λmax 0,5 мкм.
Закон Стефана–Больцмана:поверхностная плотность потока интегрированного излучения абсолютно черного тела Е0 прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры Т.
В аналитическом виде закон Стефана-Больцмана имеет вид:
, Вт/м2,
где - постоянная Стефана-Больцмана, равная
.
На практике используют выражение для закона Стефана- Больцмана в виде, Вт/м2:
,
где С0 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный
Все реальные тела, называемые «серыми», излучают энергию меньше, чем абсолютно черное тело при той же температуре. Для оценки степени их приближения к абсолютно черным телам вводят понятие степень черноты :
Таким образом степень черноты - это отношение потока излучения данного тела Е к потоку излучения абсолютно черного тела Е0 при той же температуре.
Степень черноты изменяется в диапазоне
.
Если степень черноты поверхности тела известна, тогда излучение данного тела Е может быть определено по формуле, Вт/м2:
;
;
,
где - приведенный коэффициент излучения тела, .
Закон Кирхгофа: степень черноты любого тела численно равна коэффициенту поглощения тела А при той же температуре в состоянии равновесия:
.
Следствие из закона Кирхгофа: отношение потока излучения реального тела Е при какой-либо температуре к коэффициенту поглощения А этого же тела является величиной постоянной и равной потоку излучения абсолютно черного тела при той же температуре
.
Чем больше коэффициент поглощения тела А, тем больше его поток излучения Е. Абсолютно белое или зеркальное тело ничего не поглощает, но и ничего не излучает.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 5254;