Теплове випромінювання та його характеристики. Закон Кіркгоффа

Теплове випромінювання – випр-ня, що відб-ся за рахунок внутр. (або теплової) енергії тіла. Випр-ня в рівновазі перебуває з випромінюючим тілом. Це можливо за рахунок того, що при ↑ t випр.-ня ↑, а при ↓ t - ↓.

Випромінювальна здатність – фіз.велич., що чисельно рівна енергії, яка випр.-ся за одиницю часу з одиниці S поверхні і припадає на одиничний інтервал частот (довжин хвиль).

;

Енергетична світність – фіз.велич., що чисельно рівна енергії, яка випр.-ся з одиниці площі поверхні за одиницю часу

.

Поглинальна здатність - фіз.велич., що чисельно рівна енергії, що поглинається тілом, до енергії, що падає на тіло.

1) Абсолютно чорним наз. тіло, яке поглинає всі електромагнітні хвилі, що на нього потрапляють (а=1).

Наближеними абсол. чрними тілами можна розглядати чорні тіла з неоднорідною поверхнею (сажа, оксамит). Наближено за абсол.чорне тіло розгул-ся Сонце.

2) а=0 – ідеально дзеркальне тіло (відбиваються всі промені)

3) сіре тіло , a=const,

Закон Кіркгоффа: в-ня випромінювальної здатності тіла до поглинальної зд-сті є ф-ія однакова для всіх тіл, яка залежить тільки від частоти та температури.

Закон Кіркгоффа для абсол.чорного тіла:

Універсальна ф-ія – випром.здатність абсол.чорн.тіла.

;

Закон Стефана-Больцмана. Закон зміщення Віка. Квантова теорія теплового випромінювання. Формула Планка.

Закон Стефана-Больцмана: енерг.світність абсол.чорн.тіла прямо пропорційна четвертому степеню абсол. t. ;

Закон зміщення Віка: в к. 19 ст. був виявлений зовн. ф-ії . Це була ф-ія max на певній довжині хвилі.

Довжина хвилі, на яку припадає max випром.зд-сті абс.чорн.тіла, обернено пропорц. t. ;

Із закону Віна видно, що при зниженні температури чорного тіла максимум енергії його випромінювання зміщується в область великих довжин хвиль.

Планк припустив, що світло випр.-ся не неперервно, а окремими порціями з енергіями . Пізніше, ці порції назвали квантами світла, або фотонами.

(стала Планка з рискою)

Припустив, що світло випр.-ся окремими маленькими коливальними системами – осциляторами, енергія яких може приймати дискретні значення.

В квантовій мех.-ці була виведена більш точна ф-ла енергії осцилятора:

Планку вдалося вивести ф-ли для випр. Зд-сті абс.чорн.тіла (ф-ли кванта):

;

;