Тепловое излучение

Равновесное тепловое излучение однородно, то есть его плотность энергии одинакова во всех точках внутри полости, где оно заключено. Такое излучение изотропно и неполяризовано: оно содержит все возможные направления распространения и направления колебаний векторов и .

• Характеристики теплового излучения.
• Излучательность тела (или лучеиспускательная способность) (1) - это энергия dWизл, излучаемая с единицы площади поверхности тела в единицу времени в интервале частот от v до v+dv.
• Излучательность тела иногда называют спектральной плотностью энергетической светимости, т.к. она является спектральной характеристикой теплового излучения тела: зависит от частоты v, абсолютной температуры Т тела, от его материала, формы и состояния поверхности.
• Излучательность тела можно выразить через длину волны :
• dWизл = Rv,Td v = R,Td , откуда следует

Знак «-» означает, что с ростом одной величины (  или ), другая – убывает, знак минус обычно опускают. Окончательно получаем: (2) Зная излучательность тела в каждом диапазоне частот, можно вычислить полную (интегральную) излучательную способность тела (или энергетическую светимость тела) (3) Величина RT – есть энергия излучения всех возможных частот с единицы поверхности тела.

• Способность тела поглощать падающее на него излучение характе-ризуется поглощательной способностью тела показывает, какая доля энергии, падающей на единицу поверхности тела за единицу времени в интервале частот от  до  + d, поглощается телом. Поглощательная способность тела величина безразмерная.

Если тело при любой температуре способно поглощать все падающие на него виды излучения (излучения любой частоты), такое тело называют абсолютно черным телом. Поглощательная способность абсолютно черного тела А,T =1 Модель абсолютно черного тела Идеальная модель абсолютно черного тела (АЧТ) - замкнутая полость с небольшим отверстием О, внутренняя поверхность которой зачернена. Луч света, попавший внутрь такой полости, испытывает многократные отражения от стенок, в результате чего интенсивность вышедшего излучения оказывается практически равной нулю. Абсолютно черное тело — идеализированная модель. Таких тел в природе нет, но, например, сажа, черный бархат в определенном интервале частот по своим свойствам близки к абсолютно черным телам. Из опытов установлено, что при диаметре отверстия ~0,1 диаметра полости, падающее излучение практически полностью поглощается. Пример: открытые окна домов со стороны улицы кажутся темными даже в солнечный день, хотя внутри комнаты достаточно светло из-за отражения света от стен, пола и т.д.

• O