40.Тепловое излучение. Законы абсолютно чёрного тела.

Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение тел, обус­ловленное нагреванием, называется тепло­ вым (температурным) излучением. Тепло­вое излучение, являясь самым распростра­ненным в природе, совершается за счет энергии теплового движения атомов и мо­ лекул вещества (т. е. за счет его внутрен­ней энергии) и свойственно всем телам при температуре выше О К. Тепловое излу­чение характеризуется сплошным спект­ром, положение максимума которого за­ висит от температуры. При высоких темпе­ратурах излучаются короткие (видимые и ультрафиолетовые) электромагнитные волны, при низких — преимущественно длинные (инфракрасные). Тепловое излучение — практически единственный вид излучения, который мо­жет быть равновесным. Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная плотность энергетической светимости (из-лучательности) тела — мощность излуче­ния с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины: где dW^_+iv— энергия электромагнитно­го излучения, испускаемого за единицу времени (мощность излучения) с единицы площади поверхности тела в интервале частот от v до v + dv. Единица спектральной плотности энер­гетической светимости (R_ViT) — джоуль на метр в квадрате в секунду (Дж/(м²-с)). Записанную формулу можно предста­вить в виде функции длины волны:где знак минус указывает на то, что с воз­растанием одной из величин (v или X) другая величина убывает. Поэтому в даль­нейшем знак минус будем опускать. Таким обоазом. С помощью формулы (197.1) можно пе­рейти от R_vT к R_KT и наоборот.Зная спектральную плотность энерге­тической светимости, можно вычислить интегральную энергетическую светимость (интегральную излучательность) (ее на­зывают просто энергетической светимо­стью тела), просуммировав по всем частотам: Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спек­тральной поглощательной способностью Тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающее на него излучение любой частоты, называется черным. Следовательно, спектральная по­глощательная способность черного тела для всех частот и температур тождествен­но равна единице (Л*_г=1). Наряду с понятием черного тела ис­пользуют понятие серого тела — тела, по­глощательная способность которого мень­ше единицы, но одинакова для всех частот и зависит только от температуры, матери­ала и состояния поверхности тела. Таким образом, для серого тела А\_Т = А_Т = = const < 1.

Законы излучения абсолютно чёрного тела.

1) Закон Стефана-Больцмана Rт=δT⁴; Интегральная плотность излучения АЧ тела пропорцианальна 4-ой степени абсолютной температуры. δ=5,67*10^-8 Вт/м²K(с.4) – постоянная стефана-больцмана.

2) 1-й закон Вина (закон смещения Вина): λmax=b/T.Длинна волны, на которую приходится максимум спектральной плотности излучения АЧТ, обратно пропорциональна его абсолютной температуре. b=2,898*10^-3м*К.