Radiație termala

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 14 august 2022; verificarea necesită 1 editare .

Radiaţii termice - unde electromagnetice emise de corpuri datorită energiei lor interne . Sunt emise de corpuri cu temperatura mai mare de 0 K , adică de diferite corpuri încălzite, motiv pentru care se numește termic. Are un spectru continuu , a cărui locație și intensitate maximă depind de temperatura corpului. La răcire, acesta din urmă se deplasează către partea cu lungime de undă lungă a spectrului [1] .

Radiația termică este emisă, de exemplu, de metalul încălzit , atmosfera pământului , o pitică albă [1] [2] , radiatoarele de răcire pe nave spațiale, anozii lămpilor electronice , atât încălzitoare cu ulei , cât și cu infraroșu .

Motivul pentru care substanța emite unde electromagnetice este aranjarea atomilor și moleculelor din particulele încărcate , datorită cărora substanța este pătrunsă de câmpuri electromagnetice . În special, ciocnirile atomilor și moleculelor au ca rezultat excitarea impactului lor, urmată de emisie. O trăsătură caracteristică este că atunci când emisivitatea este mediată pe distribuția Maxwelliană , pornind de la energiile hν ∼ kT , începe o limită exponențială în spectru. [3]

Dacă radiația este în echilibru termodinamic cu materia, atunci o astfel de radiație se numește echilibru . Spectrul unei astfel de radiații este echivalent cu spectrul unui corp absolut negru și este descris de legea lui Planck . Cu toate acestea, în cazul general, radiația termică nu este în echilibru termodinamic cu materia, așa că un corp mai fierbinte se răcește, în timp ce un corp mai rece, dimpotrivă, se încălzește. Spectrul unei astfel de radiații este determinat de legea lui Kirchhoff .

Concepte de bază și proprietăți ale radiației termice

Luminozitatea energetică a unui corp

Luminozitatea energetică a unui corp este o mărime fizică care este o funcție de temperatură și egală numeric cu energia emisă de corp pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață în toate direcțiile și pe întregul spectru de frecvență. $R_{T}$

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

; J / (s m²) \u003d W / m 2 .

[R_{T}]=

Densitatea spectrală a luminozității energetice

Densitatea spectrală a luminozității energiei este o funcție de frecvență și temperatură care caracterizează distribuția energiei radiației pe întregul spectru de frecvențe (sau lungimi de undă): $r_{\omega,T)$

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

O funcție similară poate fi scrisă în termeni de lungime de undă:

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

Se poate dovedi că densitatea spectrală a luminozității energetice, exprimată în termeni de frecvență și lungime de undă, sunt legate prin relația

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

Capacitatea de absorbție a organismului

Capacitatea de absorbție a corpului este o funcție de frecvență și temperatură, arătând ce parte din energia radiației electromagnetice incidente asupra corpului este absorbită de organism în intervalul de frecvență apropiat de : $a_{\omega,T)$ $d\omega$ $\omega$

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

unde este fluxul de energie absorbit de corp, este fluxul de energie incident asupra corpului în regiunea de lângă . $d\Phi '$ $d\Phi$ $d\omega$ $\omega$

Reflexivitate corporală

Reflexivitatea unui corp este o funcție de frecvență și temperatură, arătând ce parte din energia radiației electromagnetice incidente asupra unui corp este reflectată de acesta în intervalul de frecvență apropiat de : $b_{\omega,T)$ $d\omega$ $\omega$

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

unde este fluxul de energie reflectat de corp, este fluxul de energie incident asupra corpului în regiunea de lângă . $d\Phi ''$ $d\Phi$ $d\omega$ $\omega$

Corp absolut negru

Un corp absolut negru este o abstractizare fizică (model), care este înțeles ca un corp care absoarbe complet toată radiația electromagnetică care cad asupra lui. Pentru un corp complet negru

a_{\omega ,T}=1.

Corp gri

Un corp gri este un corp al cărui coeficient de absorbție nu depinde de frecvență, ci depinde doar de temperatură:

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

Densitatea energiei volumetrice a radiației

Densitatea de energie a radiației volumetrice este o funcție de temperatură, numeric egală cu energia radiației electromagnetice pe unitatea de volum pe întregul spectru de frecvență. $U_{T}$

Densitatea spectrală a energiei

Densitatea spectrală a energiei - - o funcție de frecvență și temperatură asociată cu densitatea volumetrică a radiației prin formula $U_{\omega,T)$

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

Trebuie remarcat că densitatea spectrală a luminozității energetice pentru un corp negru este legată de densitatea spectrală a energiei prin următoarea relație:

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

Legile de bază ale radiației termice

Literatură

Tashlykova-Bushkevich I. I. Fizică. Uh. indemnizatie. La 2 h. Partea 2. Minsk, 2008.

Note

↑ 1 2 M. A. Eliaşevici. Radiația termică // Enciclopedie fizică : [în 5 volume] / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M . : Enciclopedia Sovietică (vol. 1-2); Marea Enciclopedie Rusă (vol. 3-5), 1988-1999. — ISBN 5-85270-034-7 .
↑ Pitică albă . Preluat la 18 iulie 2013. Arhivat din original la 25 decembrie 2012. (nedefinit)
↑ A. V. Zasov, K. A. Postnov. Radiația unui corp negru absolut // Astrofizică generală. - S. 32.

Literatură

Radiația termică - articol din Marea Enciclopedie Sovietică .

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare norvegian Mare norvegian Britannica (online) Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4188872-8 J9U : 987007553273205171 LCCN : sh85059766 NDL : 00568821 NKC : ph694907