A jellemzői hősugárzás - studopediya
A fő mennyiség jellemzi a termikus állapotát szervek hőmérséklet. A spektrális jellemző hősugárzás emissziós bevezeti a fogalmát (vagy emissziós) a test kapacitás (gyakran nevezik a spektrális sűrűség a test besugárzott) r # 955 ;, T. amely egyenlő
ahol - az energia az elektromágneses sugárzás kibocsátott időegységenként a felületi elem dS a test a spektrális hullámhossz-tartományon # 955; a # 955; + d # 955; .
Így, az emissziós a szervezet azon képességét, számszerűen egyenlő a teljesítménye a sugárzás egységnyi felületének a test egységnyi hullámhossz intervallumban.
Emisszióképesség hullámhosszától függ # 955;. közelében, amely az intervallum d készítették # 955;. és a testhőmérséklet T. tól (1) látható, hogy a SI-egységek r # 955; mért J / s · m 3.
Integrál jellemző sugárzás fényesség (besugárzott vagy más módon szerves emissziós) szervek.
Fénysűrűség R (T) - a kibocsátott energia nagyságát az egység testfelület egységnyi idő alatt a teljes hullámhossz-tartományra 0 és ∞.
Minden test különböző mértékben, elnyeli az energiát a beeső elektromágneses hullámok őket. Spektrális abszorpciós jellemző a abszortivitásával a szervezet képességét (vagy monokromatikus abszorpciós koefficiens):
mutatja hány százaléka az energia dE # 955 ;, T. szállított egységnyi idő egységnyi testfelület a beeső elektromágneses hullám spektrális intervallum d # 955;. szívódik fel a szervezetben. Ie - az összeg a spektrális energia intervallum d # 955;. felszívódik a területen dS a test időegységenként, és a De # 955 ;, T - az energia mennyisége az azonos spektrális tartományban a beeső egységnyi idő ezen az oldalon. Nyilvánvaló, hogy a # 955 ;, T - egy dimenzió nélküli mennyiség.
A függőség a abszorptivitása különböző szerveinek a hullámhossz a hőmérsékleten a 2. ábrán látható.
Amikor egy tetszőleges változik a testhőmérséklet ( „fehér” a test) a természet a görbe egy # 955 ;, T = f (# 955;, T) eltérőek lehetnek: a sugarak erősen abszorbeált az egyik hőmérsékleten, átadhatók egy másik hőmérsékleten, és fordítva (a 2c ábrának ).
Egy szervezet, amely teljes mértékben elnyeli az összes beeső sugárzást bármilyen hullámhosszúságon bármilyen hőmérsékleten, az úgynevezett abszolút fekete (pontosabban teljesen elnyelő) test. Az abszorpciós kapacitás az összes hullámhossz bármely olyan hőmérsékleten egyenlő egy (2a). Fekete test (ABB) jellegű. Bodies nevű fekete, jól felszívódik csak a sugárzás a látható spektrum, és ez a sugárzás nem teljesen felszívódik. Például, fekete papírra, amely csomagolva fényképészeti lemezen, elnyeli csak 95% -a a beeső fény. Korom legjobb elnyelő látható fénysugarak (98%), rosszabb elnyeli az infravörös (IR) sugárzás.
Egy jó modell egy feketetest egy üreges test egy kis méretéhez képest a test nyílás a felületen (3. ábra).
Beam fogott belül ilyen üreg lehet kilépni ebből csak többszörös reflexiók. Minden reflexió a üreg falának egy részét a nyaláb energia elnyelődik, és csak egy kis töredéke a energiájú sugárzás, elkapta a lyuk kilép vissza. Ezért, a abszortivitásával lyukak nagyon közel 1. Az üreg egy kis nyílás lényegében egy fekete test.
Vegye figyelembe, hogy ha a fal az üreg kell tartani egy bizonyos hőmérséklet T, a nyílás fogja sugározni, és ezt a sugárzást a nagy pontossággal lehet tekinteni feketetest-sugárzás, amelynek a hőmérséklete T.
Ott test, az úgynevezett „szürke”, amelyre az abszorbancia azonos minden frekvencián, és csak attól függ, a hőmérséklet (anyag és felszíni körülmények). Számukra a függőség az abszorbancia # 955; egy adott hőmérsékleten van kifejezve egy egyenes vonal, amelynek ordináta kevesebb, mint egy (2b).
Minden szilárd testek a természetben osztható 3 csoportba: 1) fehér test # 961; = 1, A = 0 (visszavert, de nem nyelik). 2) feketetest # 961 = 0, a = 1 (felszívja, de nem tükrözik) # 961; = Reflektancia, és - abszorpciós együttható. 3), szürke 0<ρ<1, 0 Sugárzás üti a nyitás az üreg előtt kilépés, megtapasztalhatják többszörös visszaverődés a falakon üreg. A reflexió nagy chat-energia felszívódik a falak az üreg úgy, hogy az intenzitás fénysugárzás megjelent ≈ 0. Kiderült, hogy egy lyuk teljesen elnyeli a fényt hullám. Kirchhoff-törvény megfogalmazása másképpen. Az arány az emissziós test ez felvevőképessége minden testületre van egyforma egyetemes funkcióját # 955; és a T, egyenlő a emissziós a szürke test ugyanazon a hőmérsékleten. R (index # 955;) / a (Ind. # 955;) = f (# 955;, T) = R (Ind. # 955;) (c). Kirchhoff törvénye. Az arány a spektrális sűrűség a besugárzott felületi hogy az abszorbancia NC a természet a test; ez az összes szervek egyetemes f-CIÓ frekvencia. (Hullámhossz), és a hőmérséklet :. Egy feketetest = 1, így a törvény C. Ebből következik, hogy egy fekete test egyenlő. Így, egy univerzális funkciója a Kirchhoff nem más, mint a spektrális sűrűség a fekete test besugárzott. Besugárzott HAT attól függ, csak a hőmérséklet, azaz a HAT besugárzott arányos a negyedik hatványával termodinamikai hőmérséklet :. ahol - a Boltzmann állandó. Ez a törvény - Stefan-Boltzmann-törvény. A feladat megtalálni a fajta Kirchhoff funkció (meghatározzák a spektrális összetételét a fény Cs): A kísérletek azt mutatták, hogy a függőség a különböző hőmérsékleteken Th adják Fig .. Különböző frekvenciákon. és magas frekvenciákon (a jobb oldali ág a görbék távol a maxima), frekvencia függvényében adják. ahol - állandó. Noun, a rendelkezésre álló minden egyes görbe többé-kevésbé kifejezett csúcs azt mutatja, hogy az energia eloszlik Th sugárzási spektrummal egyenlőtlenül fekete test szinte nem sugároznak energiát a régióban nagyon alacsony és nagyon magas frekvenciák. A növekedést a testhőmérséklet maximális eltolódik a magasabb frekvenciákon. Által határolt terület a görbe és a vízszintes tengely arányos a besugárzott Th. Ennélfogva, Stefana Boltsmana törvény növeli arányosan 21. A eloszlása energia spektruma feketetest-sugárzás Határozza meg a spektrális összetételét feketetest-sugárzás lehetséges segítségével ABB modell. Amennyiben a modellt kemencébe helyezzük, amelynek hőmérséklete meghatározható sugárzási teljesítmény d (C.2) F (s Ind. # 955;) = R (Ind. # 955;) # 8710; # 955; ds. Különböző időközönként Spektrális emisszióképesség arány és a különböző spektrális tartományokban. R (Ind. # 955; 1) (a) / R (Ind. # 955; 2) (a) = d (C.2) F (Ind # 955 ;. 1) # 8710, # 955; 2 / d (C.2) F (Ind # 955 ;. 2) # 8710; # 955; 1. Jellemzők A fenti összefüggések: 1) szilárd feketetest-sugárzás spektrum, folytonos. 2) minden egyes hőmérséklet- Van egy maximális emissziós képesség, akinek álláspontja a hőmérséklet növelésével felé tolódott el a rövidebb hullámhosszak felé. 3) Az emissziós a része, egy rövid hullámhosszú csökken élesebben, mint a hosszú hullámú oldalán
Kapcsolódó cikkek