Характеристики теплового випромінювання
Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами.
Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла.
Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт].
Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. Залежність спектральної щільності енергетичної світності від довжини хвилі називають спектром випромінювання тіла. Знання цієї залежності дозволяє розрахувати енергетичну світність тіла в будь-якому діапазоні довжин хвиль. Тіла не тільки випускають, але і поглинають теплове випромінювання. Здатність тіла до поглинання енергії випромінювання залежить від його речовини, температури і довжини хвилі випромінювання. Поглощательную здатність тіла характеризує монохроматический коефіцієнт поглинання α.
Нехай на поверхню тіла падає потік монохроматичного випромінювання Φλ з довжиною хвилі λ. Частина цього потоку відбивається, а частина поглинається тілом. Позначимо величину поглиненого потоку Φλ погл.
Монохроматичним коефіцієнтом поглинання αλ називається відношення потоку випромінювання, поглиненого даним тілом, до величини падаючого монохроматичного потоку.
Монохроматичне коефіцієнт поглинання – величина безрозмірна. Його значення лежать між нулем і одиницею: 0 ≤ α ≤ 1.
Функція α = α (λ, Τ), що виражає залежність монохроматического коефіцієнта поглинання від довжини хвилі і температури, називається поглощательной здатністю тіла. Її вигляд може бути досить складним. Нижче розглянуті найпростіші типи поглинання.
Абсолютно чорне тіло – таке тіло, коефіцієнт поглинання якого дорівнює одиниці для всіх довжин хвиль: α = 1. Воно поглинає все падаюче на нього випромінювання.
За своїми поглощательная властивостями до абсолютно чорного тіла близькі сажі, чорний оксамит, платинова чернь. Дуже гарною моделлю абсолютно чорного тіла є замкнута порожнина з невеликим отвором (O). Стінки порожнини зачорнені рис. 26.2.
Луч, що потрапив в цей отвір, після багаторазових відображень від стінок поглинається практично повністю.
Спектральна щільність енергетичної світності абсолютно чорного тіла позначається ε (λ, Τ). Ця функція відіграє найважливішу роль в теорії теплового випромінювання. Її вигляд спочатку був встановлений експериментально, а потім отриманий теоретично (формула Планка).
Абсолютно біле тіло – таке тіло, коефіцієнт поглинання якого дорівнює нулю для всіх довжин хвиль: α = 0.
Істинно білих тіл в природі немає, однак існують тіла, близькі до них за властивостями в досить широкому діапазоні температур та довжин хвиль. Наприклад, дзеркало в оптичній частині спектра відображає майже весь падаючий світло.
Сіре тіло – це тіло, для якого коефіцієнт поглинання не залежить від довжини хвилі: α = const <1.
Деякі реальні тіла володіють цією властивістю в певному інтервалі довжин хвиль і температур. Наприклад, “сірої” (α = 0,9) можна вважати шкіру людини в інфрачервоній області.
(2 votes, average: 3.50 out of 5)