Какое тело называется серым

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

«Тепловое излучение тел и фотоэффект» Введение

Тепловое излучение —это электромагнитное излучение атомов и молекул., возникающее при тепловом их движении.

Если излучающее тело не получает теплоты извне, то оно охлаждается и его внутренняя энергия уменьшается до средней энергии теплового движения частиц окружающей среды. Тепловое излучение свойственно всем телам при температурах выше абсолютного нуля.

Характеристиками теплового излучения являются поток излучения, энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической светимости, коэффициент поглощения.

Потоком излучения Ф(лучистым потоком) называют среднюю мощность излучения за время, значительно большее периода световых колебаний:

. (1)

В СИ поток излучения измеряется в Ваттах (Вт).

Поток излучения, отнесённый к единице поверхности, называют энергетической светимостью R(плотность лучистого потока):

. (2)

Единицей измерения энергетической светимости в СИ является 1 Вт/м 2 .

Нагретое тело излучает электромагнитные волны различной длины. Выделим небольшой интеграл длин волн от  до  + d.

Энергетическая светимость, соответствующая этому интервалу, пропорциональна ширине интервала:

. (3)

где r_—спектральная плотность энергетической светимости тела, равная отношению энергетической светимости узкого участка спектра к ширине этого участка. Единицей измеренияr_в СИ является 1 Вт/м 3 .

Зависимость спектральной плотности энергетической светимости от длины волны называют спектром излучения тела.

Проинтегрировав (3), получим выражение для энергетической светимости тела:

. (4)

Пределы интегрирования взяты с превышением, чтобы учесть всё возможное тепловое излучение.

Способность тела поглощать лучистую энергию характеризуют коэффициентом поглощения.

Коэффициент поглощения равен отношению потока излучения, поглощённого данным телом, к потоку излучения, упавшего на него.

. (5)

Коэффициент поглощения зависит от длины волны, поэтому для монохроматических потоков вводят понятие монохроматического коэффициента поглощения:

. (6)

Понятия абсолютно черного тела и серого тела.

Из формул (5 и 6) следует, что коэффициенты поглощения могут принимать значения от 0 до 1. Хорошо поглощают излучение тела чёрного цвета: чёрная бумага, ткани, бархат, сажа, платиновая чернь и т.п. Плохо поглощают излучение тела с белой и зеркальной поверхностями. Тело, коэффициент поглощения которого равен единице для всех частот, называют абсолютно чёрным. Оно поглощает всё падающее на него излучение. Абсолютно чёрное тело — это физическая абстракция. Таких тел в природе нет. Моделью абсолютно чёрного тела является маленькое отверстие в замкнутой непрозрачной полости (рис. ). Луч, попавший в это отверстие, многократно отразившись от стенок, почти полностью будет поглощён. Поэтому при малом отверстии в большой полости луч не сумеет выйти, то есть полностью поглотится. Глубокая нора, раскрытое окно, не освещённое изнутри комнаты, колодец — примеры тел приближающихся по характеристикам к абсолютно чёрным.

Рис. 1. Модель абсолютно черного тела.

Тело, коэффициент поглощения которого меньше единицы и не зависит от длины волны света, падающего на него, называютсерым. Серых тел в природе нет, однако некоторые тела в определённом интервале длин волн излучают и поглощают как серые. Так, например, тело человека иногда считают серым, имеющим коэффициент поглощения0,9.

32. Тепловое излучение и его свойство. Основные характеристики теплового излучения. Понятие: абсолютно чёрное тело (ачт), серое тело. Тепловое излучение

В нагретых телах часть внутренней энергии вещества может превращаться в энергию излучения. Поэтому нагретые тела являются источниками электромагнитного излучения в широком диапазоне частот. Это излучение называют тепловым излучением.

С повышением спектр смещается в сторону волны с большей длиной

Интервальные и спектральные характеристики

Энергия излучения W Дж
Поток излучения (мощность)
Плотность потока (Эн. светимость)
Спектральная плотность (энергия светимости)

— мощность излучения с единицы площади с единичным интервалом длин волнСпектр излучения и энергия излучения зависят от самого вещества, его поверхности. Излучение тела зависит от его способности поглощать.

Спектральная поглощательная способность

-мощность на какой-то частоте (спектральный коэффициент поглощения) Если тело, у которого поглощательная способность меньше единицы и одинакова по всему диапазону частот, называют серым телом. Абсолютно черное тело является эталонным телом в теории теплового излучения. И, хотя в природе нет абсолютно черного тела, достаточно просто реализовать модель, для которой поглощательная способность на всех частотах будет пренебрежимо мало отличаться от единицы. Такую модель абсолютно черного тела можно изготовить в виде замкнутой полости (рис. 1), снабженной малым отверстием, диаметр которого значительно меньше поперечных размеров полости. 1 — абсолютно черное тело; 2 — серое тело; 3 — реальное телорис.1

33. Закон Кирхгофа для теплового излучения. Расчёт испускательной способности реальных излучений.

Закон Киргофа отношение испускательной и поглощательной способностей одинаково для всех тел в природе, включая абсолютно черное тело, и при данной температуре является одной и той же универсальной функцией частоты (длины волны). Испускательная способность Суммарный поток энергии излучения с единицы поверхности тела по всему диапазону частот называется интегральной испускательной способностью тела или его энергетической светимостью. В системе СИ энергетическая светимость измеряется в Вт/м 2 34. Закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина для АЧТ. Спектр теплового излучения. Закон Стефана-Больцмана: Экспериментальные (1879 г. Й.Стефан) и теоретические (1884 г. Л.Больцман) исследования позволили доказать важный закон теплового излучения абсолютно черного тела. Этот закон утверждает, что энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температурыЗакон смещения Вина: Длина волны, при которой энергия излучения абсолютно чёрного тела максимальна, определяется законом смещения Вина: где T— температура вкельвинах, а λ_max— длина волны с максимальной интенсивностью вметрах. Так, если считать в первом приближении, что кожа человека близка по свойствам к абсолютно чёрному телу, то максимум спектра излучения при температуре 36 °C (309 К) лежит на длине волны 9400 нм (в инфракраснойобласти спектра). Спектр теплового излучения Тепловое излучение имеет сплошной спектр,положение максимума которого зависит от температуры вещества. С её повышением возрастает общая энергия испускаемого теплового излучения, а максимум перемещается в область малых длин волн. 35. Гипотеза и универсальная формула Планка для спектральной плотности энергетической светимости АЧТ. Гипотеза Планка свет должен излучаться порциями (квантами). Энергии порции прямо пропорциональна частоте световой волны E=h, где h — постоянная Планка,  — частота света. Формула Планка –абсолютная температура–постоянная больцмана–средняя энергия-средняя кинетическая энергияэнергия квант. электромагнитного излучения36. Внешний фотоэффект и его законы. Формула Эйнштейна. Определим внешний фотоэффект как явление испускания электронов вещества под действием излучения. Впервые фотоэффект был открыт в 1887 г. Г.Герцем, который обнаружил, что искровой разряд между двумя металлическими шариками происходит значительно интенсивнее, если один из шариков освещать ультрафиолетовыми лучами. Измерение удельного заряда вылетающих из металла под действием излучения частиц позволило установить, что частицы являются электронами. Экспериментально были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта:

Для монохроматического света определенной длины волны фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на катод.
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от величины светового потока, а определяется лишь частотой излучения.
Для каждого вещества катода существует своя граничная частотатакая, что излучение с частотойфотоэффекта не вызывает. Эту граничную частоту называют частотой красной границы фотоэффекта.

Фотоэлектроны вылетают сразу после начала свечения МеталлРабота выхода (А) – minэнергии, которую нужно сообщить электрону, чтобы он «вылез» из ямы Условия фотоэффекта:

Если , то нет фотоэффекта
, то есть — есть

Класс электромагнитные волны: Формула Эйнштейна.

Серое тело

Идеи, Концепции, учения, методы исследования

Се́рое те́ло, тело, поглощательная способность которого меньше единицы и так же, как у абсолютно чёрного тела , не зависит от длины волны λ \lambda λ излучения и абсолютной температуры T T T тела. Поглощательная способность (коэффициент поглощения α λ T \alpha_ <\lambda T>α λ T ) всех реальных тел зависит от λ \lambda λ и T T T (селективное поглощение), поэтому их можно считать серыми лишь в тех диапазонах λ \lambda λ и T T T , где их поглощательная способность почти постоянна. В видимой области спектра свойствами серого тела обладают каменный уголь ( α λ T = 0 , 80 \alpha_ <\lambda T>= 0,80 α λ T = 0 , 80 при T = 400 – 900 К T = 400\text900\,К T = 400 – 900 К ), сажа ( α λ T = 0 , 94 – 0 , 96 \alpha_ <\lambda T>= 0,94\text0,96 α λ T = 0 , 94 – 0 , 96 при T = 370 – 470 К T = 370\text470\,К T = 370 – 470 К ). Платиновая и висмутовая черни поглощают и излучают как серое тело в наиболее широком диапазоне длин волн – от видимого света до 25–30 мкм ( α λ T = 0 , 93 – 0 , 99 \alpha_ <\lambda T>= 0,93\text0,99 α λ T = 0 , 93 – 0 , 99 ). Тело человека можно считать серым телом с α λ T = 0 , 90 \alpha_ <\lambda T>= 0,90 α λ T = 0 , 90 в инфракрасной области спектра .

Серое тело является источником т. н. серого излучения – теплового излучения , спектр которого совпадает по составу со спектром излучения абсолютно чёрного тела, но отличается от него меньшей энергетической яркостью . Отношение коэффициента излучения серого тела к коэффициенту излучения абсолютно чёрного тела при той же температуре называют относительной излучательной способностью или степенью черноты тела. К серому излучению применимы законы излучения абсолютно чёрного тела – закон излучения Планка , закон излучения Вина , закон излучения Рэлея – Джинса .

Понятие «серое тело» используют в оптической пирометрии .

Опубликовано 9 марта 2023 г. в 18:59 (GMT+3). Последнее обновление 9 марта 2023 г. в 18:59 (GMT+3). Связаться с редакцией

Информация