Тепловое излучение. Законы Вина. Закон Стефана-Больцмана. Пирометрия



Тела, нагретые до достаточно высоких температур, светятся. Свечение телобусловленное нагреванием, называется тепловым (температурным) излучением.

Тепловое излучение – электромагнитное излучение, возникающее за счет внутренней энергии излучающего тела и зависящая только от температуры и оптических свойств тела.

Монохроматическийкоэфиициент поглощения (а) – спектральная характеристика поглощения электромагнитных волн

А=1, абсолютно черное тело

Серое тело – коэффициент поглощения одинаков для всех частот и зависит от температуры материалы и состояния поверхности (не зависит от частоты).

Согласно закону Стефана — Больцмана,Rе = όT4, т. е. энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры; о — постоянная Стефана— Больцмана, ее экспериментальное значениеравно 5,67 • 10-8 Вт/(м2К1).

Закон Стефана—Больцмана, определяя зависимость R(излучательная способность абсолютно черных тел) от температуры,не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела.

Немецкий физик В. Вин (1864-1928), опираясь на законы термо- и электродинамики, установил зависимость длины волны lmax, соответствующей максимуму функции rl,T от температуры Т. Согласно закону смещения Вина,

т. е. длина волны lmax, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости rl,T черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, b - постоянная Вина; ее экспериментальное значение равно 2,9×10-3 м×К. Выражение (199.2) потому называют законом смещения Вина, что оно показывает смещение положения максимума функции rl,T по мере возрастания' температуры в область коротких длин волн. Закон Вина объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение (например, переход белого каления в красное при остывании металла).

Законы теплового излучения используются для измерения температуры раскаленных и самосветящихся тел (например, звезд). Методы измерения высоких температур, использующие зависимость спектральной плотности энергетической светимости или интегральной энергетической светимости тел от температуры, называются оптической пирометрией. Приборы для измерения температуры нагретых тел по интенсивности их теплового излучения в оптическом диапазоне спектра называются пирометрами. В зависимости от того, какой закон теплового излучения используется при измерении температуры тел, различают радиационную, цветовую и яркостную температуры.

 

Ультрафиоле́товаякатастро́фа — физический термин, описывающий парадокс классической физики, состоящий в том, что полная мощность теплового излучения любого нагретого тела должна быть бесконечной. Название парадокс получил из-за того, что спектральная плотность энергии излучения должна была неограниченно расти по мере сокращения длины волны.

Для этого ему пришлось отказаться от установившегося положения классической физики, согласно которому энергия любой системы может изменяться непрерывно, т. е. может принимать любые сколь угодно близкие значения. Согласно выдвинутой Планком квантовой гипотезе, атомные осцилляторы излучают энергию не непрерывно, а определенными порциями - квантами, причем энергия кванта пропорциональна частоте колебания

Билет 23


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 523; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!