radiație termică Equilibrium

Dacă creați unele opace teaca la unde electromagnetice și se va menține la o temperatură constantă, echilibrul este stabilit în cadrul acestuia. Toate energia radiată de suprafața interioară a mantalei, acesta va fi la fel și să fie absorbite. Radiații în sistemul închis adiabatic (nu face schimb de căldură cu mediul extern) se numește echilibru. Dacă creați o mică gaură în peretele schimbării cavității de echilibru ușor și iese din cavitatea radiației va corespunde echilibrului radiații.

În cazul în care gaura este de a trimite fasciculul, după reflexie multiplă și absorbția pe pereții cavității, nu va fi capabil să meargă înapoi. Aceasta înseamnă că pentru un astfel de coeficient de absorbție a găurii (l, T) = 1.

Considerat o cavitate închisă, cu o mică gaură este unul dintre modelele unui corp negru.

Telomnazyvaetsya corp absolut negru, care absoarbe toate radiațiile care se încadrează pe ea, indiferent de direcția luminii incidente, compoziția spectrală și polarizarea (care nu reflectă nimic și nu lipsesc).

Pentru o densitate spectrală corpuluinegru este o iradiantă funcție universală de lungime de undă și temperatură, f (l, T) și nu depinde de natura sa.

Toate corpurile din natură reflectă parțial radiației incidente pe suprafața lor și, prin urmare, nu fac parte din corpurile absolut negre. Dacă coeficientul de absorbție monocromatică a corpului este aceeași pentru toate lungimile de undă și este mai mică decât unitatea (a (l, T) = AT = const<1), то такое тело называетсясерым. Коэффициент монохроматического поглощения серого тела зависит только от температуры тела, его природы и состояния его поверхности.

Kirchhoff a fost demonstrat că pentru toate organismele, indiferent de natura lor, raportul dintre densitatea spectrală a iradierii coeficientului de absorbție monocromatice este aceeași ca o funcție universală de lungime de undă și temperatură, f (l, T). și că densitatea spectrală a iradierii unui corp negru:

Ecuația (3) reprezintă legea lui Kirchhoff.

legea lui Kirchhoff poate fi astfel formulată: pentru toate sistemele de telefonie în echilibru termodinamic, raportul dintre densitatea spectrală a iradierii coeficientului de absorbție monocromatic este independentă de natura corpului, este aceeași pentru toate organismele dependente de lungimea de undă L funcție și temperatura T.

Din cele de mai sus, iar formula (3), este clar că, la o mai mare temperatură dată emit acele corpuri cenușii, care au un coeficient de absorbție mare, iar cel mai puternic corpuluinegru emită. Deoarece un corp negru (l, T) = 1, atunci din ecuația (3) implică faptul că funcția universală f (l, T) este densitatea spectrală a corpuluinegru iradiantă

Legile radiatiei corpuluinegru

Expresia pentru densitatea spectrală a corpuluinegru iradiantă a fost mai întâi obținut de fizicianul german Max Planck. Conform ipotezei Planck cuantumul energiei emise substante atomi de unde electromagnetice poate avea loc numai individuale „porțiuni“ - cuante. În acest caz, cuantumul energiei luminii este proporțională cu frecvența n sale:

Permanent a fost numit h constanta lui Planck, c este viteza luminii în vid. Pe baza acestei ipoteze, folosind metodele statistice, se obține următoarea formulă pentru funcția universală f. care include energia fotonilor h n:

unde k este constanta lui Boltzmann.

Formula pentru funcția universală, care depinde de lungimea de unda l (în loc de frecvență n) poate fi derivată folosind definiția luminozității densitate spectrală a puterii

.

De „minus“ nu este important, și reflectă faptul că d n dl au diferite semne (de exemplu, dacă aș crește, n scade)