Hősugárzás

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. augusztus 14-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Hősugárzás - a testek által kibocsátott elektromágneses hullámok belső energiájuk miatt . Ezeket a 0 K - nál nagyobb hőmérsékletű testek bocsátják ki , vagyis különböző fűtött testek, ezért nevezik termikusnak. Folyamatos spektrummal rendelkezik , melynek maximumának elhelyezkedése és intenzitása a testhőmérséklettől függ. Hűtéskor ez utóbbi a spektrum hosszú hullámhosszú részére tolódik el [1] .

Hősugárzást bocsátanak ki például a felmelegített fém , a föld légköre , egy fehér törpe [1] [2] , az űrhajók hűtőradiátorai, az elektronikus lámpa anódjai , valamint az olaj- és infravörös fűtőtestek .

Az anyag elektromágneses hullámok kibocsátásának oka a töltött részecskékből származó atomok és molekulák elrendeződése , aminek következtében az anyagot elektromágneses mezők hatják át . Különösen az atomok és molekulák ütközései okozzák becsapódási gerjesztésüket , majd emissziót. Jellemző tulajdonsága, hogy ha az emissziós tényezőt a Maxwell- eloszlásra átlagoljuk, hν ∼ kT energiákból kiindulva , exponenciális vágás kezdődik a spektrumban. [3]

Ha a sugárzás termodinamikai egyensúlyban van az anyaggal, akkor az ilyen sugárzást egyensúlynak nevezzük . Az ilyen sugárzás spektruma megegyezik egy teljesen fekete test spektrumával, és Planck törvénye írja le . Általános esetben azonban a hősugárzás nincs termodinamikai egyensúlyban az anyaggal, így a melegebb test lehűl, míg a hidegebb test éppen ellenkezőleg, felmelegszik. Az ilyen sugárzás spektrumát Kirchhoff törvénye határozza meg .

A hősugárzás alapfogalmai és tulajdonságai

Egy test energiafényessége

A test energiafényessége egy fizikai mennyiség, amely a hőmérséklet függvénye, és számszerűen megegyezik a test által egységnyi idő alatt, egységnyi felületen minden irányban és a teljes frekvenciaspektrumon kibocsátott energiával. $R_{T}$

R_{T}={\frac {W}{tS))

; J / (s m²) \u003d W / m 2 .

[R_{T}]=

Az energia fényesség spektrális sűrűsége

Az energia fényesség spektrális sűrűsége a frekvencia és a hőmérséklet függvénye, amely a sugárzási energia eloszlását jellemzi a frekvencia (vagy hullámhossz) teljes spektrumában: ${\displaystyle r_{\omega ,T))$

R_{T}=\int \limits _{0}^{\infty }r_{\omega ,T}\,d\omega .

Hasonló függvény írható fel a hullámhosszon:

R_{T}=\int \limits _{0}^{\infty }r_{\lambda ,T}\,d\lambda .

Bizonyítható, hogy az energia fényesség spektrális sűrűsége frekvenciában és hullámhosszban kifejezve összefügg a kapcsolattal.

r_{\omega ,T}={\frac {\lambda ^{2}}{2\pi c}}r_{\lambda ,T}.

A szervezet abszorpciós képessége

A test elnyelő képessége a frekvencia és a hőmérséklet függvénye, amely megmutatja, hogy a testet érő elektromágneses sugárzás energiájának mekkora részét nyeli el a test a közeli frekvenciatartományban : ${\displaystyle a_{\omega ,T))$ $d\omega$ $\omega$

a_{\omega ,T}={\frac {d\Phi '_{\omega ,T}}{d\Phi _{\omega ,T}}},

ahol a test által elnyelt energiaáram, a közeli régióban a testre beeső energiaáram . $d\Phi '$ $d\Phi$ $d\omega$ $\omega$

Testreflexió

A test reflexiós képessége a frekvencia és a hőmérséklet függvénye, amely megmutatja, hogy a testre eső elektromágneses sugárzás energiájának mekkora része verődik vissza róla a közeli frekvenciatartományban : ${\displaystyle b_{\omega ,T))$ $d\omega$ $\omega$

b_{\omega ,T}={\frac {d\Phi ''_{\omega ,T}}{d\Phi _{\omega ,T}}},

hol van a testről visszavert energiaáram, a közeli régióban a testre beeső energiaáram . $d\Phi ''$ $d\Phi$ $d\omega$ $\omega$

Teljesen fekete test

Az abszolút fekete test egy fizikai absztrakció (modell), amely alatt olyan testet értünk, amely teljesen elnyeli a rá eső elektromágneses sugárzást. Teljesen fekete testhez

a_{\omega ,T}=1.

Szürke test

A szürke test olyan test, amelynek abszorpciós együtthatója nem a frekvenciától, hanem csak a hőmérséklettől függ:

a_{\omega ,T}=a_{T}<1.

A sugárzás térfogati energiasűrűsége

A térfogati sugárzási energiasűrűség a hőmérséklet függvénye, számszerűen egyenlő az egységnyi térfogatra jutó elektromágneses sugárzás energiájával a teljes frekvenciaspektrumon. $U_{T}$

Spektrális energiasűrűség

Spektrális energiasűrűség - a frekvencia és a hőmérséklet függvénye, amely a sugárzás térfogati sűrűségéhez kapcsolódik a képlet szerint ${\displaystyle U_{\omega ,T))$

U_{T}=\int \limits _{0}^{\infty }U_{\omega ,T}\,d\omega .

Meg kell jegyezni, hogy a fekete test energiafényességének spektrális sűrűsége a spektrális energiasűrűséghez kapcsolódik a következő összefüggéssel:

r_{\omega ,T}=f(\omega ,T)={\frac {c}{4}}U_{\omega ,T}.

A hősugárzás alaptörvényei

Irodalom

Tashlykova-Bushkevich I. I. Fizika. Uch. juttatás. 2 óra 2. rész Minszk, 2008.

Jegyzetek

↑ 1 2 M. A. Eljasevics. Hősugárzás // Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Szovjet Enciklopédia (1-2. kötet); Great Russian Encyclopedia (3-5. kötet), 1988-1999. — ISBN 5-85270-034-7 .
↑ Fehér törpe . Letöltve: 2013. július 18. Az eredetiből archiválva : 2012. december 25.. (határozatlan)
↑ A. V. Zasov, K. A. Postnov. Egy abszolút fekete test sugárzása // Általános asztrofizika. - S. 32.

Irodalom

Hősugárzás - cikk a Great Soviet Encyclopedia- ból .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy norvég Britannica (online) Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4188872-8 J9U : 987007553273205171 LCCN : sh85059766 NDL : 00568821 NKC : ph694907