Основные свойства теплового излучения

Материал из Викиверситета
Перейти к навигации Перейти к поиску

Тепловым излучением называют вид электромагнитного излучения, испускаемого нагретыми телами за счет внутренней энергии. К внутренней энергии тела относится кинетическая и потенциальная энергия частиц, составляющих данное тело.

Свойства теплового излучения.

  • Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до бесконечности
  • Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно выраженный максимум при определенной частоте
  • C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает
  • C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших частот (меньших длин волн)
  • Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного состояния
  • Самым важным и отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит что если мы поместим тело в термоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии.

Основные понятия и характеристики теплового излучения

Энергетическая светимость тела

Энергетическая светимость тела -- физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.

 ;     Дж/с·м²=Вт/м²

Спектральная плотность энергетической светимости

Спектральная плотность энергетической светимости — функция частоты и температуры, характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).


Аналогичную функцию можно написать и через длину волны


Можно доказать что спектральная плотность и энергетическая светимость выраженные через частоту и длину волны, связаны соотношением:

Поглощающая способность тела

Поглощающая способность тела —  — функция частоты и температуры, показывающая какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, поглощается телом в области частот вблизи

где - поток энергии, поглощающейся телом.

- поток энергии, падающий на тело в области вблизи

Отражающая способность тела

Отражающая способность тела - - функция частоты и температуры, показывающая какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, отражается от него в области частот вблизи

где - поток энергии, отражающейся от тела.

- поток энергии, падающий на тело в области вблизи

Абсолютно черное тело

Абсолютно черное тело - это физическая абстракция(модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение

- для абсолютно черного цвета

Серое тело

Серое тело - это такое тело, коэффициент поглощения которого не зависит от частоты, а зависит только от температуры

- для серого тела

Объемная плотность энергии излучения

Объемная плотность энергии излучения - - функция температуры, численно равная энергии электромагнитного излучения в единицу объема по всему спектру частот

Спектральная плотность энергии

Спектральная плотность энергии - - функция частоты и температуры, связанная с объемной плотностью излучения формулой:

Следует отметить, что спектральная плотность энергетической светимости для абсолютно черного тела связана со спектральной плотностью энергии следующим соотношением:

- для абсолютно черного тела