Оптической пирометрией называется совокупность методов измерения температуры тел, основанных на законах теплового излучения. Приборы, применяемые для этого, называются пирометрами.

Эти методы очень удобны для измерения температур различных объектов, где сложно или вообще невозможно применить традиционные контактные датчики. Это относится в первую очередь к измерению высоких температур.

В оптической пирометрии различают следующие температуры тела: радиационную (когда измерение проводится в широком интервале длин волн), цветовую (когда в узком интервале – интервале видимого света), яркостную (на одной длине волны).

 

Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна.

Внешним фотоэффектом называется явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Законы внешнего фотоэффекта:

1.При неизменном спектральном составе излучения сила тока насыщения (или число фотоэлектронов, испускаемых катодом за единицу времени) прямо пропорциональна падающему на фотокатод потоку излучения (интенсивности излучения).

2.Для данного фотокатода максимальная начальная скорость фотоэлектронов, а, следовательно, их максимальная кинетическая энергия определяется частотой излучения и не зависит от его интенсивности.

3.Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота излучения n_o, при которой еще возможен внешний фотоэффект.

 

Эйнштейн показал, что явление фотоэффекта и его закономерности могут быть объяснены на основе квантовой теории М. Планка. Согласно Эйнштейну, свет (излучение) частотой ν не только испускается, как это предполагал М. Планк, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом отдельными порциями (квантами света или фотонами), энергия которых равна h n (h - постоянная Планка)

Формула Эйнштейна для фотоэффекта

где h n — энергия фотона, падающего на поверхность металла; А — работа выхода электрона; T _max — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Красная граница фотоэффекта

, или

где n_o — минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект; l_о — максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект; с — скорость света в вакууме.

 

Эффект Комптона.

 

Эффект Комптона состоит в увеличении длины волны света, рассеянного свободными или слабосвязанными электронами вещества, причём изменение λ зависит от угла рассеивания. Эффект Комптона наблюдается для коротких длин волн (например рентгеновского излучения).

Формула Комптона

,

где l₁ — длина волны фотона, встретившегося со свободным или слабосвязанным электроном; l₂ — длина волны фотона, рассеянного на угол q после столкновения с электроном; т _о — масса покоящегося электрона.

Комптоновская длина волны

.

Давление света.

 

Выражение для давления, производимого светом на освещаемую поверхность, можно получить на основе представления света потоком фотонов. Фотон обладает импульсом. При падении его на поверхность тела он может передать импульс этому телу, т.е. оказать давление на эту поверхность. Давление света при нормальном падении на поверхность

,

где Е_е — энергетическая освещенность, w — объемная плотность энергии излучения; R — коэффициент отражения, i – угол падения света.