Законы теплового излучения. 1 Закон Кирхгофа (верен для любых тепловых излучателей).

1 Закон Кирхгофа (верен для любых тепловых излучателей).

Пусть есть несколько тел, имеющих одинаковую температуру равную температуре окружающей среды (т.е. тела находятся в условиях термодинамического равновесия). Одно из тел – абсолютно черное, e_l – спектральная плотность энергетической светимости черного тела, тогда,

или

Следствия из закона Кирхгофа:

а) т.к. а_l < 1, то e_l > r_l, т.е. черное тело излучает больше, чем любое другое.

б) если α _l = 0, то и r_l = 0 – если тело не поглощает какое-либо излучение, то оно его и не испускает.

Следующие 2 закона верны только для черного тела.

1) Закон Стефана-Больцмана:

R_ч.т. = s Т⁴, s – постоянная Стефана-Больцмана, s» 5, 67 × 10^-8

Для серого тела R_С.Т. = α × R_чт = α × s × Т⁴;

R_С.Т. = d Т⁴, где d= α × s – приведенный коэффициент излучения

2. Закон смещения Вина:

b» 2900 мкм × К – постоянная Вина.

Изменение температуры абсолютно черного тела, например, от T₁ до Т₂ (T₁ > Т₂) приводит к смещению максимума спектра излучения черного тела в сторону больших длин волн (l_max2 > l_max1).

Законы Стефана-Больцмана и Вина могут быть получены из формулы Планка:

При выводе этой формулы Планк впервые предположил, что черное тело излучает и поглощает энергию дискретными порциями – квантами, энергия кванта Е = h × n

Основы термографии (тепловидения)

Термография – диагностический метод, основанный на регистрации теплового излучения поверхности тела человека или его отдельных участков. Картина распределения температур поверхности тела называется термограммой. Части тела с разной температурой различаются на экране используемого прибора (тепловизора) либо цветом, либо интенсивностью.