Тепловое излучение тел

1. 4.7 Тепловое излучение тел

Тела, имеющие температуру T > 0 K, светятся.
Свечение
тел,
обусловленное
нагреванием,
называется
тепловым (температурным) излучением.
Тепловое излучение совершается за счет энергии теплового
движения атомов, молекул и электронов вещества (т.е. за счет
внутренней энергии вещества).
Тело, полностью поглощающее падающее на него излучение,
называют абсолютно черным телом (или полным излучателем).
.

2. 4.7.1 Абсолютно черное тело

Абсолютно
черных
тел
в
природе нет – это физическая
абстракция.
Моделью черного тела является
маленькое
замкнутой
отверстие
в
непрозрачной
полости.
Луч, попавший в это отверстие,
многократно
отразившись
от
стенок, почти полностью будет
поглощен.

3. 4.7.2 Спектры излучения

Спектром излучения называется зависимость интенсивности
от частоты (или длины волны).
Тепловое излучение характеризуется сплошным спектром.
Положение максимума спектра зависит от температуры:
при высоких температурах излучаются преимущественно
короткие (высокочастотные) (видимые и ультрафиолетовые)
электромагнитные волны,
при низких - преимущественно длинные (низкочастотные)
(инфракрасные) волны.

4.

Все кривые имеют явно выраженный максимум, который с
ростом температуры смещается в сторону более коротких
волн.

5. 4.7.2 Закон смещения Вина

Закон смещения Вина (экспериментальный закон):
длина волны, соответствующая максимуму светимости
b
max
T
где b - постоянная Вина (b = 2.9.10-3 м·К).

6. 4.7.3 Закон Стефана Больцмана

Площадь под кривыми дает интегральную энергетическую
светимость тела [Дж/м2], причем эксперимент показывает, что
(закон Стефана-Больцмана)
Re T
4
σ - постоянная Стефана-Больцмана,
σ = 5.67.10-8 Вт/м2.К4

7. 4.7.4 Ультрафиолетовая катастрофа

Зависимость интенсивности
теплового
излучения
от
частоты хорошо объяснялась
в
рамках
классической
электродинамики
сравнительно
длинах
при
больших
волн
(малых
частотах). В области малых
длин волн (высоких частот)
теория
и
эксперимент
радикально расходились.