Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тепловое излучение, его характеристики: энергетическая светимость, испускательная и поглощательная способности. Цвет несамосветящегося тела. Абсолютно черное и серое тела. Закон Кирхгофа
Излучение телами внутренней энергии в виде электромагнитных волн называется тепловым. Оно наблюдается при любых температурах Т≠0 и имеет сплошной спектр (0<λ<∞, т.е. энергия излучается на всех длинах волн от нуля до бесконечности). Тепловое излучение характеризуется следующими величинами: 1. - спектральная испускательная способность, Вт/м3; , где dR(λ) – энергия, испускаемая единицей площади поверхности тела в единицу времени в диапазоне длин волн от λ до λ+dλ; 2. RT – энергетическая светимость тела, , , где W – энергия, излучаемая за время t с поверхности площадью S. На разных длинах волн излучаемая энергия различна. . 3. αλT – спектральная поглощательная способность, безразмерная величина, характеризует поглощение энергии телом: где dI(λ) – мощность излучения в интервале длин волн от λ до λ +dλ, падающего на единицу площади поверхности тела; dI’(λ) – часть мощности dI(λ), которая поглощается телом. Очевидно, что αλТ≤1. Цвет несамосветящихся тел (видимых в отраженном свете) зависит от спектрального состава падающего излучения и от αλТ. Тело, поглощающее всякое падающее на него излучение целиком, называется абсолютно черным. Для него αλТ=1 для всех длин волн при любой температуре. Тело, для которого αλТ=const<1, называется серым. Его поглощательная способность обозначается АТ. Тепловое излучение равновесное. При T=const между излучением и поглощением тела всегда равновесие. Если тело много излучает, то оно должно много поглощать.
- Закон Кирхгофа. а.ч.т., αλТ=1, испускательная способность r*λT=UλT. - Закон Кирхгофа Абсолютно черное тело – универсальный излучатель. Если изучить его тепловое излучение, то эти законы можно применить к любому нечерному телу. rλT≤UλT. В природе а.ч.т. не существует. В видимой части спектра сажа, бархат близки к а.ч.т. Модель а.ч.т: полость с отверстием (рисунок). Законы теплового излучения: 1. Закон Стефана-Больцмана: Для а.ч.т.: Для серого тела: где σ = 5,678 * 10-8 Вт/(м2 К2) – постоянная Стефана-Больцмана; Т - абсолютная температура. 2. Закон Вина: , где λ – длина волны, соответствующая максимальной испускательной способности абсолютно черного тела при данной температуре Т; b = 2,9 * 10-3 м К.
Согласно теории относительности Эйнштейна энергия W и масса m взаимосвязаны: W=mc2, где с = 3 * 108 м/с – скорость света в вакууме. При излучении энергии масса тела уменьшается, при поглощении – увеличивается.
Законы излучения абсолютно черного тела: Закон Стефана-Больцмана, закон Вина. Трудности классической физики при объяснении распределения энергии в спектре черного тела. Квантовая гипотеза Планка. 1. Закон Стефана-Больцмана: Для а.ч.т.: Для серого тела: где σ = 5,678 * 10-8 Вт/(м2 К2) – постоянная Стефана-Больцмана; Т - абсолютная температура. Закон Стефана — Больцмана, определяя зависимость RT от температуры, не дает ответа относительно спектрального состава излучения черного тела. Из экспериментальных кривых зависимости функции rl,T (r l,T =(c/l 2 )rv,T) от длины волны l при различных температурах (рис.) следует, что распределение энергии в спектре черного тела является неравномерным. Все кривые имеют явно выраженный максимум, который по мере повышения температуры смещается в сторону более коротких волн. 2. Закон Вина: , где λ – длина волны, соответствующая максимальной испускательной способности абсолютно черного тела при данной температуре Т; b = 2,9 * 10-3 м К. Попытки объяснить распределение энергии в спектре черного тела с помощью волновой теории оказались неудачными. Несмотря на то что законы Стефана — Больцмана и Вина играют, в теории теплового излучения важную роль, они являются частными законами, так как не дают общей картины распределения энергии по частотам при различных температурах. Согласно теории относительности Эйнштейна энергия W и масса m взаимосвязаны: W=mc2, где с = 3 * 108 м/с – скорость света в вакууме. При излучении энергии масса тела уменьшается, при поглощении – увеличивается. Квантовая гипотеза. Формула Планка: При объяснении законов теплового излучения возникла гипотеза о квантах, с которой началась квантовая физика: электромагнитное излучение испускается порциями (квантами) с энергией , где h =6,625*10-34 Дж*с – постоянная Планка; ν – частота излучения. Согласно электромагнитной теории в замкнутом объеме (резонаторе) существуют устойчиво только колебания, соответствующие стоячим волнам.
Пример резонатора – струна:
Тело – источник теплового излучения. В нем возникают стоячие электромагнитные волны, причем , где m =1,2,3,…- номер гармоники.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-23; просмотров: 786; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.186.6 (0.013 с.) |