Презентация на тему Тепловое излучение

энергия всех электромагнитных волн, протекающих за единицу времени, через

рассматриваемую площадь S.

потока отразится, часть поглотится, Разделим обе части на Ф.

поглощательная способность или
коэффициент поглощения.

коэффициент отражения или отражательная
способность.

способность или коэффициент
пропускания.

если тело непрозрачное, то

Опыт показывает,

что все коэффициенты зависят от

и температуры. Для монохроматического излучения эти коэффициенты называются спектральными. Тело, которое поглощает все падающее на него излучения любой длины волны при любой температуре называется АЧТ (абсолютно черное тело).
Пример: сажа, черный бархат.

величиной d.
Тело, которое не поглощает, а отражает все падающее

на него излучения называется АБТ (абсолютно белым телом)

называется серым телом.

поверхности нагретого тела в единицу времени по всем видам

волн при заданной температуре
3) Спектральная плотность энергетической светимости.
Энергия, излученная с единицы поверхности в единицу времени в единичном интервале длин волн вблизи определенной длины волны при данной температуре

начало термодинамики и анализируя условия равновесного излучения в изолированной

системе Кирхгоф установил количественную связь между энергетической светимостью тела и спектральной поглощательной способностью.
(RT /α)1 = (RT /α)2 =Rэ
Закон Кирхгофа: отношение энергетической светимости тела к коэффициенту поглощения α для любых тел, есть величина постоянная, не зависящая от природы тел и равная энергетической светимости АЧТ при данной температуре Rэ.

и коэффициента поглощения для любых тел при одинаковой температуре

для одной и той же  одинаково и не зависит от природы тел, это отношение равно спектральной плотности энергетической светимости АЧТ.


Из выражения следует, что излучение, которое тело сильнее поглощает, сильнее и испускает. Для АЧТ =1, для других тел <1, T=const  .
Излучение, которое не подчиняется закону Кирхгофа, не является тепловым.

светимость АЧТ пропорциональна T4

где

-постоянная Стефана-Больцмана


Энергия, излучаемая всей поверхностью тела за определенное время:

приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, обратно пропорциональна ее

температуре.


b – постоянная Вина, b=2,910-3[мК].

светимости АЧТ тела увеличивается пропорционально пятой степени его температуры.

c= 1,310-5 Дж/м2 с м К5- постоянная Вина

Однако все эти законы не решают задачу о распределении энергии в спектре АЧТ по длинам волн.

сделана Рэлеем и Джинсом. Источником электромагнитных волн являются колеблющиеся

атомы нагретого тела, которые являются гармоническими осцилляторами.

длин волн и высоких температур. В области коротких длин

волн формула Рэлея-Джинса резко расходится с экспериментом и законами смещения Вина.

к абсурду.



этот результат назвали ультрафиолетовой катастрофой.
Таким образом, в

рамках классической физики не удалось объяснить закон распределения энергии в спектре излучения АЧТ. Электромагнитная теория оказалась не применимой.
Формула Планка и ее следствия
В 1900 году Макс Планк высказал гипотезу, что поглощение и испускание энергии возможно только отдельными порциями, которые получили название квантов энергии.

– это поток локализованных в пространстве дискретных квантов, движущихся

со скоростью света. Кванты электромагнитного излучения называются фотонами.


Фотон – это элементарная частица, всегда движущаяся со скоростью света, имеющая массу покоя равную нулю.

непрерывно (в классической механике), а отдельными порциями 

увеличении частоты или уменьшении λ
r λT→0.
Оперируя формулой Планка, можно получить все законы теплового излучения.

на законах теплового излучения.
1) Радиационная температура Тр. Основа на

законе Стефана- Больцмана. Измеряется температура при которой энергетическая светимость АЧТ равна энергетической светимости исследуемого тела.

k

помощью оптического пирометра определяется, где находится максимальная длина волны, которая соответствует max спектральной плотности энергетической светимости исследуемого тела.

определенной длине волны спектральная плотность энергетической светимости равна спектральной

плотности энергетической светимости исследуемого тела.
по закону Кирхгофа запишем