Закон - излучение - абсолютно черное тело
Cтраница 2
Особый интерес представляет объемная плотность энергии излучения, если это излучение сосредоточено в замкнутом объеме. В этом случае излучение подчиняется законам излучения абсолютно черного тела, в частности закону Стефана - Больцмана, согласно которому объемная плотность излучения пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры. [16]
Трудности, связанные с излучением абсолютно черного тела, были разрешены только после введения гипотезы, которая заметно отступила от принципов классической физики. В 1900 г. Планк опубликовал новый вывод закона излучения абсолютно черного тела, который был основан на существенном предположении о том. [17]
Реальные тела, называемые обычно серыми, по интенсивности излучения отличаются от абсолютно черного тела, но исследованиями И. Стефана и других ученых было установлено, что закон излучения абсолютно черного тела может быть применен и для серых тел. Для всех длин волн кривые излучения серых тел подобны таковым для абсолютно черного тела. [18]
 |
Плотность мощности излучения с поверхности черного тела ( в полосе 1000 А при различных температурах. [19] |
В действительности все тела обладают некоторой отражательной способностью, которая является функцией длины волны и температуры. Поэтому понятно, что законы излучения реальных тел в какой-то степени всегда отличаются от законов излучения абсолютно черного тела. Тем не менее указанная идеализация оказывается весьма полезной, и в целом ряде случаев излучение источников света может быть с достаточной степенью точности аппроксимировано излучением черного тела с некоторой эффективной температурой. [20]
Если принять, что в соответствии с распределением Больцмана П / П - - ехр ( - hv / kT), и приравнять эти две скорости, то получим выражение для равновесной плотности излучения: p ( v) ( A / B) [ exp ( hv / kT) - I ] - 1, которое свидетельствует, что А не может быть равно нулю, если равновесная плотность излучения не равна нулю. Это показывает, насколько существенным является спонтанный процесс. Можно также найти выражение для А через В, заметив, что в равновесных условиях плотность излучения определяется законом излучения абсолютно черного тела, и поэтому р должно даваться распределением Планка. [21]
Лучистая энергия выделяется раскаленным телом в виде волн различной длины по вполне определенным законам излучения. Твердая теоретическая база может быть подведена лишь под явления лучеиспускания раскаленного абсолютно черного тела. Лучеиспускание физических тел менее интенсивно, чем абсолютно черного тела, причем их излучение зависит как от природы данного физического тела, так и от состояния его поверхности. Отношение интенсивности излучения физических тел к интенсивности излучения абсолютно черного тела в лучах различной длины волны в разных цветах излучения в видимой части спектра может быть неодинаковым. Поэтому, измеряя температуру физических тел по их излучению, необходимо учитывать в соответствии с методом измерения, насколько излучение данного физического тела уклоняется от законов излучения абсолютно черного тела. [22]
Твердые тела и жидкости при высоких темп - pax обычно удовлетворяют этому требованию, в случае же газов и плазмы необходима спец. Так, излучение однородного слоя плазмы подчиняется закону Кирхгофа, если распределения молекул, атомов, ионов и электронов плазмы по скоростям соответствуют Максвелла распределению, населенности возбужденных уровней - распределению Больцмана ( см. Болъцмана статистика), а диссоциация молекул и ионизация атомов определяются законом действующих масс, причем во все эти соотношения входит одно и то же значение Т, Такое состояние плазмы наз. Интенсивность излучения однородной равновесной плазмы однозначно определяется ее хим. составом, давлением, атомными константами и равновесной темп-рой. Если плазма неоднородна, то даже в условиях термич. В этом случае необходимо спец, приемами определить локальные интенсивности излучения. В этом случае измерение темп-ры осуществляют пирометрами, действие к-рых основано на применении законов излучения абсолютно черного тела. Обычно в исследуемом теле вытачивают полость с небольшим выходным отверстием. Полость по отношению к попадающему в нее излучению обладает коэф. [23]
Страницы: 1 2