Равновесное тепловое излучение

Формулировка закона Кирхгофа. Опираясь на второй закон термодинамики, для случая равновесного теплового излучения Кирхгоф установил закон, который формулируется так .отношение спектральной плотности потока собственного излучения тела к его спектральной поглощательной [c.425]

Локальное термодинамическое равновесие. В условиях равновесного теплового излучения собственный поток излучения любого тела можно определить по закону Кирхгофа, используя (16.10) и (16.12). На практике мы имеем дело с неравновесным тепловым излучением, т.е. с переносом энергии в неизотермических системах. Возникает вопрос имеет ли тогда закон Кирхгофа практическое значение Оказывается закон Кирхгофа можно распространить и на неравновесное тепловое излучение. Для этого используется гипотеза локального термодинамического (статистического) равновесия. Смысл этой гипотезы сводится к допущению, что излучательная способность тела (или любого его элементарного объема) определяется только его температурой и физическими свойствами. Другими словами, при отсутствии термодинамического равновесия во всей системе тело испускает такие же лучи и той же интенсивности, которые имели бы место при равновесном тепловом излучении в системе тел, температура которых равна температуре данного тела. Но как излучает тело в условиях равнове- [c.426]

Изотропное равновесное тепловое излучение характеризуется энергетической светимостью (интегральной испускательной или излучатель-ной способностью) [c.92]

Перенос энергии излучения имеет важное значение нри решении многих задач прикладных наук. Примерами, интересными с практической точки зрения, являются теоретические расчеты переноса тепла, измерения температуры пламен, определение состава газа и возбуждения за фронтом ударных волн, а также спектральный анализ изотермических многокомпонентных газовых смесей. Обычно удовлетворительное (теоретическое) описание указанных явлений возможно только для равновесного (теплового) излучения. Поэтому курс по применению теории переноса энергии излучения целесообразно начать с обзора основных законов и описать в обш,их чертах (качественно) методы, применяемые при расчетах характеристик теплового излучения. [c.15]

Вместе с тем Планк показал, что для объяснения закона равновесного теплового излучения необходимо принять гипотезу о дискретном характере излучения, полагая, что энергия излучения кратна некоторой величине е, названная им квантом энергии [c.235]

Закон справедлив только для равновесного теплового излучения. [c.6]

Используя второй закон термодинамики (в изотермической системе самопроизвольно разность температур возникнуть не может), легко доказать, что излучение в полости не зависит ни от материала стенок полости, ни от физического состояния тел, которые в ней находятся. Таким образом, равновесное тепловое излучение имеет место в любой замкнутой изотермической системе тел. Энергия этого излучения зависит только от температуры. [c.425]

Таким образом, закон Кирхгофа устанавливает связь между собственным излучением любого тела и излучением абсолютно черного тела (равновесным излучением). Теперь изучение равновесного теплового излучения сводится к отысканию универсальной функции Кирхгофа Еу , Т). [c.425]

Абсолютно черное тело. Кирхгофом впервые введено понятие абсолютно черного тела, которое ничего не отражает и не пропускает через себя, а полностью поглощает все падающее на него излучение независимо от его направления, спектрального состава и поляризации. Моделью абсолютно черного тела может служить маленькое отверстие в стенке замкнутой полости. Излучение, заполняющее эту полость, при условии, что температура стенки полости постоянная, является равновесным тепловым излучением. Следовательно, равновесное тепловое излучение — это излучение абсолютно черного тела. Излучение, выходящее из маленького отверстия в стенке полости (маленького потому, чтобы выход излучения не нарущил равновесия), представляет собой излучение абсолютно черного тела. [c.425]

Физическую сущность гипотезы локального термодинамического равновесия можно пояснить на примере излучения газа. При равновесном тепловом излучении в любом элементарном объеме газа одинаковы в среднем распределения молекул по энергиям и энергии по уровням (вращательным, колебательным, электронным). Если в некоторой области пространства равновесие нарушается (например, газ охлаждается, и тогда он будет отдавать больше энергии, чем получать), то какое-то время некоторые молекулы будут иметь меньшую энергию, чем другие, однако благодаря их хаотическому движению (молекул много, они интенсивно обмениваются энергией друг с другом) произойдет восстановление равновесного распределения энергии, которое будет соответствовать другой температуре. Из сказанного должно быть ясно, что гипотеза локального термодинамического равновесия не оправдывается для сильно разреженных газов и в случае высокоинтенсивных процессов теплообмена, протекающих с большой скоростью. [c.427]

В случае равновесного теплового излучения падающим является излучение абсолютно черного тела, температура которого равна температуре данного тела. [c.432]

Следовательно, в условиях равновесного теплового излучения (излучения в изотермической системе тел) степень черноты и поглощательная способность равны друг другу. На основании гипотезы о локальном термодинамическом равновесии (16.22) распространяется и на неизотермическую излучающую систему. [c.432]

Для интегрального излучения равенство е = А выполняется только для равновесного теплового излучения, так как [c.433]

Таким образом, то свечение тела, которое мы наблюдаод при его освещении (например, ультрафиолетовыми лучами), аддитивно слагается из двух процессов — из равновесного теплового излучения (с энергией Ех) и неравновесной люминесценции (с энергией Э%—Ех). Как показал Вавилов, конечная длительность послесвечения, определяемая длительностью возбужденного состояния, служит критерием, отличающим люминесценцию от других неравновесных излучений, пе имеющих нослесвече- [c.26]

Тепловым излучением называется излучение, происходящее в системе, в которой различные участвующие в процессе испускания квантовые состояния находятся в термодинамическом )авновесии, т. е. распределены по закону Максвелла-Больцмана уравнение (3.2)]. Тепловое излучение следует отличать от хемилюминесценции — излучения активных молекул, образуемых в ходе элементарных химических реакций и присутствующих в концентрациях, превышающих равновесные. Тепловое излучение следует также отличать и от излучения, вызываемого электрическими разрядами в газах и другими внешними способами возбуждения. Согласно статистической механике, температура тела определяется количеством поступательной энергии, прихоа,ящейся на моль в идеальном газе, находящемся в энергетическом равновесии с телом. [Соотношение между поступательной энергией и уравнением состояния идеального газа выражено формулами (3. 8) и (3.23).] Излучение от пламени горящего газа будет тепловым, если между поступательными степенями свободы и квантовыми состояниями, обусловливающими излучение, имеется энергетическое равновесие. Это означает, что как те, так и другие распределены согласно закону Максвелла-Больцмана, но при этом нет необходимости, чтобы все квантовые состояния системы находились в статистическом равновесии. Так, можло представить себе газ, в котором, наряду с тепловым излуче ием, наблюдаются явления задержки возбуждения или другие изменения (например, охлаждение), однако, настолько медленные, что они не нарушают названного равновесия. Можно также представить себе, чго для одной части спектра излучение газа является тепловым, в то время как для другой части спектра имеет место хемилюминес-денция. [c.353]

В. 3. т., несмотря на свою общность, не имеет абсолютного характера, и отклонения от него (флуктуа- (ии) нвляются вполне закономерными. Примером таких флуктуационных процессов являются броуновское движение тяжелых частиц, равновесное тепловое излучение нагретых теп, возникновение зародышей [c.335]

Уравнение (17.14) применим для случая, когда Г, = Г2 (равновесное тепловое излучение). При этом брез откуда следует (Р2 Р 2 Окончательно получаем [c.444]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология