Основные законы теплового излучения

Закон Стефана –Больцмана

Тепловое излучение в сильной мере зависит от температуры. Согласно этого закона количество энергии, излучаемое нагретым телом, пропорционально четвертой степени абсолютной температуры, т.е.

Е= Т⁴=с(Т/100)⁴ Вт/м², (3.8)

где – константа излучения, с–коэффициент лучеиспускания.

Для абсолютно черного тела значение с_о= ·10⁸=5, 7 Вт/(м²·К⁴) и от температуры оно не зависит.

Для серых тел с< с_о и кроме того, оно зависит от температуры.

В применении к серым телам закон излучения целесообразно представить в следующем виде:

Е= Е_о= с_о (3.9)

где –степень черноты тела; характеризует собой излучательную способность серого тела по отношению к излучению абсолютно черного тела при той же температуре

(3.10)

Значения могут изменяться в пределах от 0 до 1 и несколько зависят от температуры.

Закон М. Планка

Установил зависимость интенсивности излучения абсолютно черного тела от длины волны и абсолютной температуры Т.

Вт/м³, (3.11)

где I –интенсивность монохроматического излучения с длиной волны при температуре абсолютно черного излучателя ТК, Вт/м³; с₁ и с₂ –опытные константы.

Зависимость интенсивности излучения абсолютно черного тела от длины волны и температуры приведена на рис.3.3.

Рис. 3.3. Спектральная плотность интенсивности излучения

Из рисунка следует, что как при очень малой, так и при очень большой длине волны интенсивность излучения равна нулю и что только при некотором значении интенсивность излучения максимальна.

Закон Вина

Произведение длины волны, соответствующей максимальной интенсивности излучения, на абсолютную температуру является постоянной величиной. Записывается в виде:

Это, так называемый, закон смещения. Пользуясь этим законом можно определить температуру излучающего тела, если известна длина волны, соответствующая максимальной интенсивности излучения.