пользователей: 21211
предметов: 10450
вопросов: 177346
Конспект-online
зарегистрируйся или войди через vk.com чтобы оставить конспект.
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ


Лучеотражательная и лучепоглащательная способность тела. Абсолютно чёрное, абсолютно белое, абсолютно серое тело.

Абсолютно черное тело – тело, которое полностью поглощает все падающие на него лучи.

 Абсолютно белое тело – тело, которое отражает все падающие на него лучи.

ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ - величина, характеризующая способность поверхности тела или границ раздела двух сред отражать падающий на неё поток эл--магн. излучения или упругих волн. Количеств, характеристика О. с. - коэф. отражения. О. с. зависит от угла падения и поляризации падающего эл--магн. излучения. Зависимость О. с. поверхности от длины волны излучения в области видимого света воспринимается глазом человека как окраска отражающей поверхности. См. Отражение света.

Электромагнитное излучение обусловлено, как уже неоднократко отмечалось, колебаниями электрических зарядов, в частности заря­дов, входящих в состав атомов и молекул вещества. Так, например, колебательное и вращательное движения молекул и атомов создают инфракрасное излучение, определенные перемещения электронов в атоме создают видимое и ультрафиолетовое излучение, торможение свободных электронов создает рентгеновское излучение и т. д.

Самым распространенным в природе видом электромагнитного излучения является тепловое излучение, или лучеиспускание-, оно со­вершается за счет энергии теплового движения атомов и молекул ве­щества, т. е. за счет внутренней энергии вещества, и потому ведет к охлаждению излучающего тела. Лучеиспускание присуще всем телам при любой температуре, отличной от абсолютного нуля. Теп­ловое излучение имеет сплошной спектр, однако распределение энер­гии в нем существенно зависит от температуры: при низких темпе­ратурах тепловое излучение является преимущественно инфракрас­ным, при высоких температурах — видимым и ультрафиолетовым.

Всякое тело, излучая само, вместе с тем поглощает часть лучис­той энергии, испускаемой другими (окружающими) телами; этот процесс называется лучепоглощением. Он ведет к нагреванию данного тела.

 

Абсолютно черным телом называют тело, способное поглощать всю падающую на его поверхность лучистую энергию любого спектрального состава. Спектральное распределение энергии в излучении абсолютно черного тела, нагретого до некоторой температуры T, описывается формулой Планка, которая может быть задана в виде функции частоты 63230164690601-1.gif или длины волны 63230164690621-2.gif. Эти функции называются излучательной способностью черного тела или спектральной светимостью. Функции 63230164690621-3.gif или 63230164690621-4.gif высвечиваются в правом нижнем окне модели.

Согласно закону смещения Вина, длина волны λmax, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре T

63230164690631-5.gif

 

Интегральная светимость R (T) – площадь под графиком функции 63230164690641-6.gif или 63230164690641-7.gif – пропорциональна четвертой степени температуры (закон Стефана–Больцмана):

63230164690651-8.gif

 

Компьютерная модель предназначена для изучения спектрального состава излучения абсолютно черного тела при различных температурах T.

В главном окне модели рисуются графики спектральной светимости 63230164690651-9.gif или 63230164690661-10.gif (в относительных единицах). Переход от частот к длинам волн и обратно осуществляется при помощи кнопок частота и длина волны.

Температуру черного тела можно изменять с помощью контрола в интервале от 3500 К до 7000 К.

Неплохим приближением абсолютно черного тела является наше Солнце. Однако в солнечном спектре имеется несколько нехарактерных для излучения абсолютно черного тела максимумов, соответствующих спектральным линиям водорода и гелия – самых распространенных на Солнце элементов.

Для сравнения приводится спектральное распределение солнечного излучения (фиолетовая линия).

При изменении температуры график поднимается или опускается, изменяя свой цвет, который соответствует длине волны λmax.

 

Тепловое излучение – процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волн, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела. Возникновение потока лучей в результате превращения тепловой энергии в лучистую, называется излучениемили лучеиспусканием, а обратный переход лучистой энергии в тепловую называют поглощением лучей.

В зависимости от температуры излучающего тела его лучеиспускание различно. При температуре ниже 500°С только незначительная часть всех лучей воспринимается глазом как “свет”, а наибольшая часть приходится на долю невидимого теплового излучения. Интенсивность теплового излучения характеризуется излучательной (лучеиспускательной) способностью тела, имеющего температуру Т:

                                                               image001.png,                                                 (2.1)

где Qл – полное количество теплоты, Дж; F – поверхность излучающего тела, м2; τ – время, с.

Лучеиспускательная способность тела есть количество энергии, излучаемое в единицу времени единицей поверхности нагретого тела, имеющего температуру Т, в окружающую среду с температурой абсолютного нуля. Для абсолютно черного тела связь между излучательной способностью и абсолютной температурой выражается законом Стефана-Больцмана:

                                                            image002.png,                                               (2.2)

где  Ко – константа излучения абсолютно черного тела, Ко=5,67·10-8 Вт/(м2·К4); Т – абсолютная температура поверхности тела, К; Eо – излучательная способность черного тела, Вт/м2.

         Тело, которое поглощает только часть энергии с любой длиной волны, принято называть серым телом. Отношение коэффициента излучения серого тела (С) к коэффициенту излучения абсолютно черного тела (Со) при той же температуре называют относительной излучательной способностью или степенью черноты тела ε:

                                                           image003.png,                                                  (2.3)

где Со – коэффициент излучения абсолютно черного тела, Со = 5,67 Вт/(м2·К4).


хиты: 26
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2016. All Rights Reserved. помощь