тақырып Жылулық сәулеленудің негізгі ұғымдары мен заңдары

Сәулелік энергияны тасушы толқын ұзындығы мкм үлесінен км дейін электрмагниттік тербеліс болып табылады. толқын ұзындығына қарай бөлінеді:

Ғарыштық сәулелену 0,05 – 10^-6 мкм

γ - сәулелену (0,5 – 1,0)10^-6 мкм

рентгентік 10 - 20·10^-3 мкм

ультракүлгін 20·10^-3 - 0,4 мкм

көрінетін 0,4 - 0,8 мкм

инфрақызыл (жылулық) 0,8 мкм - 0,8 мм

радиотолқындар 0,2 мм - ... км

Бұл бөліну шартты. Біз tº және дененің оптикалық қасиеттерімен анықталатын сәулелерді қарастырамыз, яғни жарықтық және жылулық, толқын ұзындығы 0,5-800 мкм – жылулық сәулелену.

уақыт бірлігінде F бет арқылы өтетін жиынтық сәулені сәуле ағыны Q, Вт деп атайды.

уақыт бірлігінде шығатын сәуле ағыны сәуле ағынының интегралды тығыздығы деп аталады.

Е, Вт/м ² :

Жылулық сәулеленудің негізгі заңдарын қарастырамыз.

Планк заңы.

Құбылысты жан жақты зерттеу үшін таралу заңын білу керек

.

- шамасы аралықтағы қарастырылып отырған аралыққа сәулелену ағын тығыздығының қатынасы: және сәулелену ағынының СПЕКТРЛік тығыздығы деп аталады.

абсолюттік қара дене үшін: ,

Планк заңы толқын ұзындығы мен температура бойынша сәулеленудің спектрлік тығыздығының таралуын анықтайды.

Стефан-Больцман заңы интегралды сәулеленудің ағын тығыздығының температурадан тәуелділігін анықтайды:

.

техникалық есептерде, өте көп таралған пішін: .

реалды дене үшін: .

ДЕненің қаралық дәрежесі деп аталатын дененің басқа сипаттамасын енгізген дұрыс:

мәні 0 ÷ 1 шектерде ауысады;

Кирхгоф заңы дененің меншікті сәулеленуі мен оның жұтылу қабілеті арасындағы байланысты анықтайды:

ФИЗИкалық мәні: жеке сәулеленудің жұту қабілетіне тепе теңді болғанда қатынас барлық денелерге бірдей және тура сол температурада абсолюттік қара дененің жеке сәулеленуіне тең.

Кирхгоф заңынан шығады:

- дененің жеке сәулеленуі, олардың жұту қабілетімен салыстырғанда үлкен;

- сәулелік энергияны жақсы шашыратын дене, өздері аз сәулеленеді.

Ламберт заңы жеке бағыттар бойынша сәулеленудің өзгеруін анықтайды: .

Денелер арасындағы сәулелік жылуалмасу теңдеуі

1. параллель беттер:

Q= С_о ,

2. бір дене екінші дене үстінде болады:

= С_о

3. еркін орналасқан денелер:

Q = C₀

- сәуле шашудың бұрыштық коэффициенті;

газ тәрізді денелердің сәуле шашуы қатты денелердің сәуле шашуынан күрт ерекшеленеді:

- газдар селективті сәуле шашады;

- газдар беттен ғана емес, сонымен бірге бүкіл көлемде сәуле шашады;

- газдар өте шамалы (оттек, сутек және т.б.), және өте жоғары – СО₂, Н₂О және т.б. сәуле шашу (жұту) қабілетіне ие болуы мүмкін.