Вопрос 33. Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения.

Тепловым излучением называется электромагнитное излучение, испускаемое телами за счет их внутренней энергии. В этом случае энергия внутренних хаотических тепловых движений частиц непрерывно переходит в энергию испускаемого электромагнитного излучения.

Равновесным тепловым излучением называют излучение, при котором расход энергии тела на излучение компенсируется энергией поглощенного им излучения для каждой длины волны.

Следует отметить, что равновесное тепловое излучение не зависит от природы тел, а зависит только от его температуры.

Энергетическая светимость тела R_Т, численно равна энергии W, излучаемой телом во всем диапазоне длин волн (0<l<¥) с единицы поверхности тела, в единицу времени, при температуре тела Т, т.е.

Испускательная способность тела rl_,Т численно равна энергии тела dWl, излучаемой телом c единицы поверхности тела, за единицу времени при температуре тела Т, в диапазоне длин волн от lдо l +dl, т.е.

Вопрос 34. Поглощательная способность тел. Абсолютно чёрное тело. Закон Кирхгофа для теплового излучения. Серое тело.

Поглощательная способность тела al_,T - число, показывающее, какая доля энергии излучения, падающего на поверхность тела, поглощается им в диапазоне длин волн от l до l +dl, т.е.

АЧТ- это модель тела, которая, полностью поглощает весь подающий на него свет, независимо от длины волно.

Коэффициэнт поглощения (АЧТ) = 1

Ф – поток поглащенного излучения

В качестве модели АЧТ, может выступать сферическая полость, с маленьким отверстием. Излучение прошедшее отверстие испытывает многократное отражение от внутренних стенок полости при эттом поглощается и на выходе излучени почти нет.

Отверстие и выступает вроде АЧТ.

Серое тело – это тело, у которого коэффициеэт поглощения больше 0 но меньше 1., и он постояннен.

Солнце,пример серого тела (луна).

Закон Киргофа.

Спектральная плотность энергетической светимости () – это энергия излучая с единицы площади в ед времени, в единичном интервале длины волны Лямбда.

– для любого тела

Для любого тела отношение спектральной плотности интер. (сам не понял что за интер.) светимости коэффициент поглошения есть величина постоянная.

Вопрос 35. Распределение энергии в спектре абсолютно чёрного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина.

Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела: 1 - кривая, соответствующая формуле Рэлея—Джинса; 2 - графическое изображение формулы Планка; 3 - кривая, которую дает формула Вина

 

Закон Стефана-Больцмана.

1879г- Стефан эксперементально обнаружил, что полная энегрия излучаемя нагретым телом, пропоциональна 4-ой степени его абсолюной температуры.

1894 он теоретически показал, что закон стефана справедлив только для АЧТ.

R_э=σT⁴ - энергетическая светимость (полная мощность излученияя) с единицы поверхности тела во всем интервале длин волн – , G=

Смещение Вина (ЗАКОН)

Закон смещения Вина,

т. е. длина волны , соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре; b — постоянная Вина; b=2,9*10^-3 м К.

Закон Вина объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение.

При более высокой T излучение больше => график будет выше.

Вопрос 36. Фотоны. Импульс фотона и энергия фотона. Давление света (опыты Лебедева).

Фотон – это квант (порция) света, неделимая.

Формула для энергии для любой частицы:

Фотон в состоянии покоя не существует.

W=pc – энергия Фотона

 

Для справки:

 

Фотоны - это кванты света. Фотоны не имеют массы покоя и электрического заряда, стабильны. Спин фотона равен 1.

Фотон означает свет (от греч.).

Согласно закону пропорциональности массы и энергии и гипотезе Планка, энергия фотона определяется формулой:

 

 

Фотоны имеют импульс:

 

Опыт Лебедева.

Он провел эксперемент по определению давления света. Он использовал легкие лепестки никеля, платины, слюды.

Давление света - это давление, которое производят электромагнитные световые волны, падающие на поверхность какого-либо тела.

Давление р, оказываемое волной на поверхность металла можно было рассчитать, как отношение равнодействующей сил Лоренца, действующих на свободные электроны в поверхностном слое металла, к площади поверхности металла:

Квантовая теория света объясняет давление света как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества.

авление света на газы в сотни раз меньше, чем на твёрдые тела. Давление света показывает, что поток излучения обладает не только энергией, но и импульсом, а следовательно, и массой.