Закон Планка. Інтенсивність випромінювання чорного тіла й будь-якого реального тіла залежить від термодинамічної температури й довжини хвилі.

На мал. 14.1 представлена залежність інтенсивності випромінювання чорного тіла, тобто тіла, що випускає промені всіх довжин хвиль (від λ = 0 до λ = ∞), від довжини хвилі λ і термодинамічної температури Т. Із цього малюнка видно, що при довжині хвилі λ = 0 інтенсивність випромінювання J (к) = 0; зі збільшенням довжини хвилі інтенсивність випромінювання збільшується, а при деякому значенні λ_мдосягає максимуму, потім зменшується, приймаючи значення, рівне нулю при довжині хвилі, рівний нескінченності. Крім того, з малюнка видно, що інтенсивність випромінювання для однієї й тієї ж довжини хвилі тим більше, чим більше температура поверхні Т. Величина λ_м зв’язана з температурою Т законом Вина.

Закон Вина. За законом Вина відповідає довжині хвилі, обумовленої по формулі

λ_м = 2,898/(10³Т) (14.4)

де Т —

Рис.14.1.Залежність інтенсивності випромінювання чорного тіла від довжини хвилі.

термодинамічна температура поверхні.

Із цієї формули, так само як і з мал. 14.1, видно, що з підвищенням температури інтенсивність випромінювання зміщається у бік коротких хвиль. Тому закон Вина називається також законом зсуву.

Поверхнева густина потоку інтегрального випромінювання абсолютно чорного тіла в залежності від його температури описується законом Стефана – Больцмана.

Закон Стефана-Больцмана. Стефан (1879) і Больцман (1884) встановили, що поверхнева густина потоку інтегрального випромінювання абсолютно чорного тіла прямо пропорційна його термодинамічній температурі в четвертому ступені:

Е₀ = σ₀ Т⁴ (14.5)

Ф₀ = σ₀SТ⁴ (14.6)

де Ф₀ — потік випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт; σ₀ — постійна Стефана— Больцмана, рівна 5,67 • 10 ^-8 Вт/ (м² • К⁴); S — площа поверхні випромінювання, м².

Для технічних розрахунків законом Стефана – Больцмана часто записують у виді

Е₀ =С₀(Т/100)⁴ , (14.7)

де С₀ = σ₀10⁸ = 5,67 Вт/(м² К⁴) називається коефіцієнтом випромінювання абсолютно чорного тіла.

Тіла, з якими ми маємо діло на практиці, випромінюють менше теплової енергії, чім абсолютно чорне тіла при тій же температурі.

Відношення поверхневої густини потоку інтегрального випромінювання Е даного тіла до поверхнева густина потоку інтегрального випромінювання Е₀ абсолютно чорного тіла при тій же температурі називається степеню чорноти даного тіла.

ε = Е/Е₀ (14.8)

Степінь чорноти ε змінюється для різних тіл від 0 до 1, в залежності від матеріалу , стану поверхні та температури.

Законом Стефана – Больцмана для реального тіла буде мати вигляд:

Е = εЕ₀ = εС₀(Т/100)⁴ = С(Т/100)⁴ (14.9)

Тут С=εС₀ – коефіцієнт випромінювання реального тіла Вт/м²К⁴.

Потік випромінювання реального тіла визначають по формулі, аналогічної (14.6):

Значення коефіцієнта чорноти ε для деяких матеріалів наведені в табл. 14.1.

Для чорного тіла ε = 1, а для білого ε = 0.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Основні закони теплового випромінювання	\|	Закон Ламберта Закон Ламберта встановлює залежність випромінюваності чорного тіла й тіл, що володіють дифузійним випромінюванням, від напрямку випромінювання.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.