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 | 0,2 | 2,8 | 1. | 13,9 | ||
2,0 | 1,5 | 3.0 | 2. | 19,2 | ||
2,2 | 3.2 | 3,5 | 9. | 34,7 | ||
2,4 | 6,6 | 4,0 | 23. | 50.3 | ||
2,6 | 9,4 | 5,0 | 84. |
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 | |||||
А120з | |||||
MgO | -- | ||||
MgO | 00 00 | ||||
ThO2 | |||||
ВеО | -- |
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.
Дата добавления: 2016-01-09; просмотров: 981;