1. Тепловое излучение и его характеристики.

Наиболее распространенным в природе видом электромагнитного излучения является тепловое.

Тепловое излучение происходит за счет внутренней энергии вещества, и поэтому свойственно всем телам при любой температуре, отличной от нуля Кельвина.

Излучение ведет к уменьшению внутренней энергии тела, и к понижению температуры. Для того, чтобы обеспечить длительное излучение энергии, необходимо пополнять её убывание.

Но излучая , тело само поглощает часть энергии, испускаемые другими телами. Поглощение энергии ведет к увеличению внутренней энергии тела и повышению температуры. Постоянное испускание энергии телами приводит к тому, что в термодинамической системе установленная такая температура, при которой ĵ уменьшение энергии тела при испускании компенсируется её увеличением при поглощении.

Спектр испускаемой и поглощаемой энергии остается неизменный. Такое тепловое поглощение-равновесное.

Состояние термодинамической системы при ĵ её параметры не изменяются с течением времени называется термодинамическим равновесием.

Для такой системы характерно следующее:1).Для теплового излучения состояние термодинамического равновесия измеряемой системы устраняется с течением времени. 2).если система достигла термодинамического равновесия, и внешнее условия не изменяются, то система не может сама произвольно выйти из этого состояния.

Все другие виды излучения этим свойствам не обладают. Из видов излучения равновесным может быть только тепловое, оно зависит то температуры тела, т.к. является следствием хаотического движения молекул и атомов. Излучения характеризуются его энергией W. Поток излучения

Ф_е= W/t (за ĵ оно произошло). Отношение: R_e= Ф_е/S(называется энергетич. светимость тела)

[R_e]=1[Вт/м² ]

В общем случае тело может поглощать или электромагнитные волны различных длин волн. Волны каждой длинны приносят(уносят) свою долю энергии. Эта доля энергии в случае излучения характеризуется спектральной плотностью энергетической светимостью (лучеиспускательной способностью). R_ƛ – отношение с энергетической светимости, соответственный узкому спектру.

R_ƛT=dRe/dƛ.

Измерения показывают, что R_ƛTдля данного тела зависит от ƛ, так и от температуры тела.

R_э=∫ R_ƛd ƛ. Коэффициент поглощения α- величина, равная отношению потока излучения Ф _е поглощенного данным телом,к потоку излучения Ф _{е ,} падающего на это тело.

2.Закон Кирхгофа

Если система состоит из нескольких тел, нагретых до разной температуры, то спустя некоторое время произойдет выравнивание температуры и наступает равновесное состояние.

Состояние термодинамического равновесия у тел, обменивающихся энергией лишь путем поглощения энергии, отношение спектральной плоскости и энергетической светимости к коэффициентом поглощения является величиной постоянной, независимой от природы тела.

Для всех тел оно выражается: R_ƛ1T/α _ƛ1T= R_ƛ2T/α _ƛ2T=f(T,λ)- закон Кирхгофа.

Из него следует: тело поглощает электромагнитные волны преимущественно в том интервале, в ĵ само и испускает.

Тело ĵ при любой температуре поглощает всю энергию падающего на него электромагнитного излучения произвольной длинны волны называют черным. α_λ=1(для черного)

Черному телу близки: сажа, черный бархат. Тело, для ĵ α_λ 1, наз. серым.