Кирхгоф закон излучения

Кирхгофа закон излучения [c.360]

Закон Кирхгофа. Закон устанавливает численное равенство спектральных величин коэффициентов теплового излучения и поглощения [c.195]

На основании закона Кирхгофа излучение продуктов сгорания в пламени (независимо от их природы и длины волны), если они характеризуются локальным равновесием, может быть описано законами излучения, полученными для абсолютно черного тела с учетом коэффициента излучения (их излучательной способности). Спектральное распределение энергии излучения пламени типичного осветительного состава (в сравнении с абсолютно черным телом) показано на рис. 1.5. [c.22]

Проделав множество опытов. Прево высказал предположение о том, что всякое тело непрерывно испускает тепловые лучи, а взамен получает теплоту благодаря лучеиспусканию окружающих тел. Строго этот закон излучения был сформулирован только в 1859 г. немецким физиком Г. Р. Кирхгофом. В соответствии с законом Кирхгофа, излу-чательная способность любого тела пропорциональна его способности поглощать излучение. Это означает, что чем сильнее тело поглощает излучение от внешнего источника, тем в большей степени оно само способно к лучеиспусканию. Сильнее всего поглощает излучение (в любой области спектра-ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной) так называемое абсолютно черное тело -этот термин тоже ввел в употребление Кирхгоф. Такое тело поглощает все падающие на него лучи и ничего не отражает. Коэффициент поглощения абсолютно черного тела при любой температуре равен единице (е= 1). [c.156]

Тепловое излучение имеет сплошной спектр. В соответствии с законом Кирхгофа отношение испускательной способности тела к его поглощательной способности при данной температуре есть универсальная функция частоты V и абсолютной температуры [c.92]

В 1860 г. Кирхгоф установил, что излучательная а и поглощательная а способности при тепловом равновесии должны быть равны для поверхностей серых и абсолютно черных. Это закон иллюстрирует обратимость процессов излучения и поглощения излучения из него также следует, что отдельная частица внутри изотермической излучающей полости не может быть нагрета излучением до большей температуры, чем температура полости. Поскольку температуры равны, частица должна терять при излучении столько же энергии, сколько она приобретает при поглощении. Для несерых тел закон Кирхгофа выполняется лишь при сопоставлении спектральных величин. [c.193]

Закон Кирхгофа. Соотношение между лучеиспускательной и поглощательной способностями тел устанавливается законом Кирхгофа. Это соотношение может быть получено пз рассмотрения процесса обмена лучистой энергии между двумя телами абсолютно черным п серым (рис. 6-2). Поверхности тел параллельны и расположены на расстоянии, при котором излучение каждого из тел попадает на другое. Левое — абсолютно черное тело имеет температуру лучеиспускательную способность Е(, и поглощательную Лд = 1, правое — серое тело соответственно Т, Е и А, при этом Г > Г д. Излучение Е попадает на абсолютно черное тело и целиком поглощается им. Излучение попадает на серое тело, при этом часть его, [c.128]

Для расшифровки состава природных органических соединений нефти и нефтепродуктов и характеристики их свойств применяются оптические методы. Сюда относятся инфракрасная и ультрафиолетовая спектрометрия, метод комбинационного рассеяния света, определения показателя преломления и оптической активности. Вещество, через которое проходит излучение, поглощает лучи только определенной длины волны (частоты), и по закону Кирхгофа само вещество излучает только те лучи, которые оно в данных условиях поглощает. Каждый ион, атом, молекула дают характерные частоты в спектре поглощения, спектре испускания и спектре комбинационного рассеяния. Задачей спектрального анализа является определение этих характеристических частот, зная которые, можно определить качественный состав углеводородной смеси. Для этого существуют таблицы характеристических частот индивидуальных углеводородов. Для количественного анализа еще необходима оценка интенсивности излучения. [c.228]

Во многих случаях вопрос о коэффициенте поглощения значительно упрощается, так как часто можно принять, что местные коэффициенты а-), не зависят от длины волны. Тела, у которых ах не зависят от длины волны, называются серыми. В этих случаях средний коэффициент поглощения а не будет зависеть от распределения энергии в спектре, т. е. от температуры источника излучения. Следовательно, а будет зависеть только от температуры поглощающего тела (применимость закона Кирхгофа). [c.300]

Под поглощательной способностью тела обычно понимают его поглощательную способность по отношению к излучению абсолютно черного тела. В этом случае поглощательная способность любого тела определяется в долях от поглощательной способности абсолютно черного тела, принимаемой за единицу. Однако для соблюдения закона Кирхгофа поглощательная способность любого тела должна определяться при условии, что его температура равна температуре абсолютно черного источника излучения. [c.14]

В 1859 г. Кирхгоф пришел к выводу, что если температура стенок и содержимого полости поддерживается неизменной, то поток излучения в каком-либо направлении должен быть таким же, как и в любом другом направлении кроме того, он должен быть одним и тем же в любой точке источника и не зависеть от материала стенок. Если бы это было не так, то нарушался бы второй закон термодинамики. [c.18]

Для того чтобы определить вид функции /(ЯГ), необходимо было рассмотреть механизм излучения. Так как Кирхгоф показал, что природа стенок, а следовательно, и излучателя в изотермическом источнике не имеет никакого значения, можно было избрать любую разумную модель. Вин выбрал осцилляторы молекулярного размера и применил к ним законы классической электромагнитной теории. В результате он вывел уравнение [c.19]

Конечно, реальное тело не является абсолютно черным, но можно показать (закон Кирхгофа), что интенсивность излучения абсолютно черного тела является верхним пре делом для интенсивности излучения любого тела при за данной температуре. [c.315]

Коэффициент поглощения газового объема А не является физической характеристикой газа. Он зависит от спектра падающего излучения и различен при различных температурах окружающих газ стенок. Лишь при условии лучистого равновесия (температуры газа и стенок одинаковы) в соответствии с законом Кирхгофа коэффициент поглощения и коэффициент излучения газового объема равны А = е. Для коэффициента поглощения изотермического объема газа с температурой Гг по отношению к излучению абсолютно черной оболочки с температурой Тс были получены следующие эмпирические зависимости [96] для СО2 [c.203]

В природе не существует абсолютно черных тел, однако их свойства довольно точно можно воспроизвести искусственным путем. Закон Кирхгофа гласит, что тело, которое поглощает все падающее излучение, само излучает, как абсолютно черное тело. Поэтому мы можем создать подобие абсолютно черного тела в виде полости с небольшим отверстием (рис. 13-6). Стенки полости должны иметь повсюду одинаковую температуру. Луч, попадающий в полость через отверстие, отразится от стенок полости не- [c.447]

СКОЛЬКО раз, Прежде чем он снова выи рет через отверстие. Если поверхность полости обладает большой поглощательной способностью, то при каждом отражении большая часть энергии луча окажется поглощенной и поэтому после нескольких отражений вся энергия луча будет поглощена стенками. Таким образом, отверстие в Поло.м теле ведет себя подобно абсолютно черной поверхности. Уменьшая отверстие, можно воспроизвести свойства абсолютно черного тела с желаемой точностью. Если стенки полости разогреть, то согласно закону Кирхгофа отверстие будет испускать излучение абсолютно черного тела. [c.448]

По закону Кирхгофа полную поглощательную способность газа можно точно определить только для падающего излучения, испускаемого абсолютно черным телом, обладающим температурой, равной температуре газа. Выше было показано, что поглощательные способности, вычисленные при помощи уравнения (13-4), справедливы с хорошим приближением для обмена излучением газа с абсолютно черной поверхностью, пока температура таза выше температуры поверхности излучающего тела. [c.474]

В отношении тел, непрозрачных для тепловых лучей, справедливо равенство (13-2), а для теплового излучения вообще справедлив закон Кирхгофа з = А. Выразив в последнем уравнении через поглощательную способность А , получим [c.492]

Это уравнение можно теперь написать для того случая, когда две стенки и заключенный между ними газ имеют одинаковую температуру. Из закона Кирхгофа известно, что в замкнутом пространстве с одинаковой температурой поток излучения через любую произвольную плоскость равен потоку излучения, исходящему от черной поверхности, и что чистая потеря тепла благодаря излучению стенки 1 равна нулю. [c.505]

Температуру пламени или излучающих газов чаще всего измеряют . методом обращенных спектральных лини й. Этот метод основан на законе Кирхгофа. Путе.м добавления очень малого количества натрия газ делают светящимся в желаемом месте. Если на газ смотреть при помощи спектроскопа, можно наблюдать ярко-желтые линии натрия. Поместив с одной стороны окрашенного натрием пламени абсолютно черное тело и наблюдая с помощью спектроскопа, установленного с другой стороны пламени, черное тело, будем видеть непрерывный-спектр излучения. На фоне этого спектра в случае, когда температура пламени выше температуры черного тела, линия натрия в спектре будет более светлой, чем фон и, наоборот, более темной, чем фон, если температура черного тела выше. Когда температура газа и чер.ного тела одинакова, линии исчезают, так как в этом случае 526 [c.526]

Закономерности теплового излучения (радиации) описываются законами Стефана — Больцмана, Кирхгофа и Ламберта. В невидимой инфракрасной области с длиной волн 0,8...40 мкм может передаваться большое количество теплоты. Интенсивность теплового излучения возрастает с повышением температуры тела, а при температурах выше 600 °С теплообмен между твердыми телами и газами осуществляется путем лучеиспускания. [c.721]

Полученные соотношения показывают, что отношение энергии излучения к энергии поглощения не зависит от природы тел и равно излучающей способности абсолютно черного тела при той же температуре это положение носит название закона Кирхгофа (1882 г.). Из сопоставления формулы (VI.72) и соотношения (б) следует г = А, т. е. степень черноты тела равна его поглощательной способности. [c.307]

Коэффициент излучения. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана и Вина. Ламбертовский излучатель. [c.376]

Согласно закону Кирхгофа, излучательная и поглощательная способности тел совпадают. Это, в частности, означает, что если реальное тело излучает некоторую определенную долю лучистой энергии по отношению к черному телу, то оно и поглощает такую же долю падающего на него внешнего излучения. Остальную долю (1 - ) излучения такое тело отражает в окру- [c.245]

Кирхгоф (Kir hhof) Густав Роберт (1824—1887) — немецкий химик, ин. ч.-к. Петерб. АН. Совместно с Р. Бунзеном заложил основы спектрального анализа, открыл цезий и рубидий. Ввел понятие абсолютно черного тела и открыл закон излучения, названный его именем 199, 202 и сл., 220, 232, 235, 237 Клаирот (Klaproth) Мартин Генрих (1743—1817) — немецкий химик, сторонник Лавуазье. Занимался неорганической и минералогической химией. Открыл четыре новых элемента — уран, цирконий, титан и церий получил новые данные об элементах и соединениях, уже найденных другими экспериментаторами, в том числе о те-плуре, церитовой и стронциевой землях. Прославился скрупулезной точностью своих исследований [c.283]

По закону Кирхгофа абсолютно черное тело обладает маюсимальной способностью Излучать энергию, поэтому оно является как бы эталоном, с которым можно сравнивать излучательную спосо бность д р угих тел. Оановиые законы излучения выведены для абсолютно черных тел. [c.49]

Известно, что при прохождении через вещество лучей от источника излучения. это вещество поглощает лучи только определенной длины волны (частоты), и по закону Кирхгофа само вещество излучает только те лучи, которые оно в данных условиях поглощает. В результате этого калчдая молекула, каждый атом или ион дают характерные частоты в спектре поглощения, спектре испускания или спектре комбинационного рассеяния. Спектр — это распределение энергии излучения, испускаемого (поглощаемого) телом по частотам или длинам волн. Задача качественного спектрального анализа заключается в обнаружении этих харак-тсрнстичоских частот и сравнении их с частотами индивидуальных веществ. Для количественного анализа требуется еще оценка интенсивности излучения. [c.90]

Для реальных тел, отличающихся от абсолютно черного, в соответствии с законом Кирхгофа (5.4) в расчетах надо учитывать их спектральные или интегральные поглощательные способности, которые всегда меньще единицы. По характеру излучения нечерные тела делятся на тела с селективным и серым излучением. Распределение энергии в спектре для трех типов излучателей (черного, серого и селективного) показано на рис. 5.1. Серыми излучателями являются твердые тела с шероховатыми поверхностями, а селективными - с полосовым спектром излучения-газы и непрерывным - металлы и оксиды. [c.93]

Кд+Кй)/. Слагаемое, соответствующее излучаемой энергии, при наличии локального термодинамического равновесия находят, используя закон Кирхгофа. Если термодинамическое состояние частиц или молекул можно характеризовать температурой Т, то для излучаемой энергии получим Кд/ь(х, Т). При полном термодинамическом равновесии /=/ь и потери —к 1 в точности компенсируются испусканием излучения Уравнение переноса для нерассеивающей среды в состоянии локального термодинамического равновесия нредегавим в виде [c.485]

Лучеиспускание газов. Излучение газов существенно отличается от излучения твердых тел. Одноатомные газы (Не, Аг и др.), а также многие двухатомные газы (На, Оз, N3 и т. д.) прозрачны для тепловых лучей, т. е. являются диатермичными. Вместе с тем ряд имеющих важное техническое значение многоатомных газов и паров (СОа, ЗОз, ЫИд, И, О и др.) могут поглощать лучистую энергию в определенных интервалах длин волн. В соответствии с законом Кирхгофа эти газы обладают излу-чательной способностью в тех же интервалах длин волн. Кроме того. [c.274]

Конечно, реальное тело не является абсолютно черным, но можно показать (закон Кирхгофа), что интенеивность излучения [c.234]

Резонансное поглощение. Вследствие пространственного расширения возбужденной плазмы и существующего в ней градиента температур внутри плазмы может происходить обратное поглощение спектральных линий (закон инверсии испускания и поглощения Кирхгофа). Это явление самопогло-щения наблюдается преимущественно для резонансных линий и искажает связь между интенсивностью и числом частиц. Так как во внешних более холодных зонах плазмы допплеровское уширение меньше, чем в более горячей центральной зоне, то поглощаются преимущественно центры линий. В предельном случае интенсивность центра линий становится пренебрежимо малой по сравнению с интенсивностью обоих крыльев линии (самообраш -ние линий). Линии, отличающиеся склонностью к самопоглощению и само-обращению, в спектральных атласах приводят с индексом R (от reversal — обратный ход). Наблюдая резонансное поглощение в сложном спектре, можно найти, какие линии соответствуют переходам на основной уровень. Резонансное поглощение наблюдается также в случае прохождения резонансной линии от внешнего источника излучения через диссоциированный до атомов пар соответствующего простого вещества. Интенсивность первичного светового потока ослабляется при этом соответственно уравнению [c.186]

По закону Кирхгофа, если газ поглощает лучи определенной длины волны, тс. он должен и испускать такие же лучи, причем если в каких-либо пределах длин волнь газ поглотает все лучи, то его излучение в этой части спектра является черным . [c.296]

Метод отражения. Предназиачеп для определения спектрального коэффициента направленного теплового излучения зеркально отражающих поверхностей. На основе закона Кирхгофа для непрозрачных тел [c.461]

Это название обязано своим происхождением тому, что поверхность, поглощающая асе свето1вые лучи, воаприни-мается глазом, как черная. Однако поверхность может поглотить практически, все тепловое излучение, не поглощая всех Световых лучей, и по этому на взгляд не покажется черной. Например, побеленная стена является почти черной для инфракрасного излучения. Абсолютно черных поверхностей не существует в природе, так как определенный процент падающего излучения всегда отражается, но существуют такие поверхности, которые отражают лишь очень малую часть падающего излучения. Поверхностью почти абсолютно черной для инфракрасного излучения является снег, поглощательная способность которого равна 0,985 для теплового излучения тела, температура которого не слишком высока. Хотя в природе нет абсолютно черных поверхностей, понятие о черном теле очень полезно, так как законы, управляющие его излучением, сравнительно просты и, кроме того, это понятие дает возможность доказать, что в природе не существует таких поверхностей, которые Излучают больше тепла, чем черная. Это и есть содержание закона Кирхгофа. [c.438]

Все твердые и жидкие тела отражают часть падающего теплового излучения, а поэтому соглаоно закону Кирхгофа они излучают меньше тепловой энергии, чем абсолютно черное тело. В отношении свойств теплового излучения между электрическими проводниками и непроводниками в области инфракрасных длин волн существует принципиальная разница. [c.455]

Эту величину можно вычислить, если будут известньь монохроматическая поглощательная способность и температура Гг. Для нечерного излучения величины могут значительно отличаться друг от друга. Из сравнения уравнений (13-19) и (13-20) видно, что закон Кирхгофа [см. уравнение (13-4)] неверен для полных поглощательной и излучательной способностей поверхности. Только в том случае, когда падающее излучение испускается черным телом и когда его температура равна температуре поглощающей поверхности, уравнение (13-19) становится идентичным уравнениям (13-20) и (13-21). Интегралы в вышеуказанных уравнениях обычно определяются численно или графически. Для получения поглощательной способности падающего излучения черного тела, например, надо каждую ординату кривой 1а рис. 13-5, взятой для данной температуры, умножить на соответствующую поглощательную способность (полученную, например, из рис. 13-9). Площадь, ограниченную получившейся кривой, необходимо затем разделить на площадь, ограниченную соответствующей кривой графика (рис. 13-5). Определенные таким образом В. Зибером значения поглощательной и отражательной способностей различных материалов представлены графически на рис. 13-10. Эти кривые наглядно показывают различие в поведении проводников (представленных алюминием) и непроводников. Поглощательная способность непроводников падает с повышением температуры для проводников картина обратная. Технические излучатели обладают температурой 280—2 780° К. При таком лучеиспускании поглощательная способность непроводников намного превышает поглощательную способность проводников. Солнце обладает температурой 5 500° К. При такой температуре непроводники с белой поверхностью поглощают меньше лучистой энергии, чем металлические поверхности. Лишь немногие металлы, например серебро, обладают [c.459]

Излучение газов существенно отличается от излучения твердых тел. Газы являются проницаемыми в широких пределах длин волн и обладают заметным поглощением или излучением только в отдельных частях спектра, т. е. газы имеют линейчатый спектр, поглощая лучи только определенной длины волны, в то время как твердые тела имеют сплошной спектр поглощения, поскольку поглощают все падающие на них лучи любой длины. Одно-и двухатомные газы (воздух, Nj, О,, Hj и др.) практически луче-прозрачны (диатермичны). Ряд многоатомных газов и паров могут поглощать лучистую энергию в определенных интервалах длин волн (СО2, SO2, NH3, пары воды и др.). В соответствии с законом Кирхгофа эти газы излучают теплоту в тех же интервалах длин волн. Кроме того, в отличие от твердых тел, газы поглощают лучи всем объемом. Поэтому излучательная способность газов зависит еще и от формы сосуда, в котором они находятся, его толщины. И, наконец, излучательная способность газов нестрого подчиняется закону Стефана-Больцмана. Например, излучательная способность СО2 пропорциональна температуре в степени 3,5 (а не 4). Однако в технических расчетах принимают = 5,67 8 (7/100)" , учитывая получаемую при этом неточность в расчетах степени черноты газа е , которую находят по справочникам. [c.276]

Закон Кирхгофа устанавливает, что в точке поверхности теплового излучателя при любых температуре и длине волны спектральный коэффициент излучения для заданного направления равен спектральному коэффициенту поглощения для противоположно направленного неполяризо-ванного излучения. Практически, этот закон устанавливает простое численное соответствие между коэффициентами поглощения и излучения тел [c.186]