Тепловое излучение | это... Что такое Тепловое излучение? (original) (raw)

Электромагнитное излучение
Синхротронное
Циклотронное
Тормозное
Тепловое
Монохроматическое
Черенковское
Переходное
Радиоизлучение
Микроволновое
Терагерцевое
Инфракрасное
Видимое
Ультрафиолетовое
Рентгеновское
Гамма-излучение
Ионизирующее
Реликтовое
Магнито-дрейфовое
Двухфотонное
Спонтанное
Вынужденное

Теплово́е излуче́ние или лучеиспускание — передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии. Тепловое излучение в основном приходится на инфракрасный участок спектра, т.е на длины волн от 0,74 мкм до 1000 мкм. Отличительной особенностью лучистого теплообмена является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в какой-либо среде, но и вакууме.

Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно чёрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.

Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа.

Тепловое излучение является одним из трёх элементарных видов переноса тепловой энергии (помимо теплопроводности и конвекции).

Равновесное излучение — тепловое излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с веществом.

Содержание

Основные свойства теплового излучения

Основные понятия и характеристики теплового излучения

Энергетическая светимость тела

Энергетическая светимость тела -~R_T — физическая величина, являющаяся функцией температуры и численно равная энергии, испускаемой телом в единицу времени с единицы площади поверхности по всем направлениям и по всему спектру частот.

R_T = \frac{W}{tS} ; ~[R_T]= Дж/с·м² = Вт/м²

Спектральная плотность энергетической светимости

Спектральная плотность энергетической светимости — функция частоты и температуры характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).

R_T=\int\limits_0^\mathcal{1} r_{\omega,T} d\omega

Аналогичную функцию можно написать и через длину волны

R_T=\int\limits_0^\mathcal{1} r_{\lambda,T} d\lambda

Можно доказать, что спектральная плотность энергетической светимости, выраженная через частоту и длину волны, связаны соотношением:

r_{\omega,T}= \frac{\lambda^2}{2\pi c} r_{\lambda,T}

Поглощающая способность тела

Поглощающая способность тела — ~a_{\omega,T} — функция частоты и температуры, показывающая, какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, поглощается телом в области частот ~d\omega вблизи ~\omega

a_{\omega,T}=\frac{d\Phi'_{\omega,T}}{d\Phi_{\omega,T}}

где ~d\Phi' — поток энергии, поглощающейся телом.

~d\Phi — поток энергии, падающий на тело в области ~d\omega вблизи ~\omega

Отражающая способность тела

Отражающая способность тела — ~b_{\omega,T} — функция частоты и температуры, показывающая какая часть энергии электромагнитного излучения, падающего на тело, отражается от него в области частот ~d\omega вблизи ~\omega

b_{\omega,T}=\frac{d\Phi''_{\omega,T}}{d\Phi_{\omega,T}}

где ~d\Phi'' — поток энергии, отражающейся от тела.

~d\Phi — поток энергии, падающий на тело в области ~d\omega вблизи ~\omega

Абсолютно черное тело

Абсолютно черное тело — это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение

~a_{\omega,T}=1 — для абсолютно черного тела

Подробнее Абсолютно черное тело

Серое тело

Серое тело — это такое тело, коэффициент поглощения которого не зависит от частоты, а зависит только от температуры

~a_{\omega,T}=a_T<1 — для серого тела

Объемная плотность энергии излучения

Объемная плотность энергии излучения — ~U_T — функция температуры, численно равная энергии электромагнитного излучения в единицу объема по всему спектру частот

Спектральная плотность энергии

Спектральная плотность энергии — ~U_{\omega,T} — функция частоты и температуры, связанная с объемной плотностью излучения формулой:

~U_T=\int\limits_0^\mathcal{1} U_{\omega,T}d\omega

Следует отметить, что спектральная плотность энергетической светимости для абсолютно черного тела связана со спектральной плотностью энергии следующим соотношением:

r_{\omega,T}=f(\omega,T)=\frac{c}{4}U_{\omega,T} — для абсолютно черного тела

Основные законы теплового излучения

См. также

Литература

Ссылки