Тепловое излучение и его характеристики

Все тела в природе излучают электромагнитные волны, при повышении температуры – короткие волны (видимый свет, ультрафиолет), при понижении температуры – длинные волны (инфракрасное излучение). Электромагнитное излучение, возникающее за счет внутренней энергии тела и зависящее только от его температуры и оптических свойств, называется тепловым излучением. Тепловое излучение – единственный вид излучения, которое является равновестным; так как расход энергии тела компенсируется за счет поглощения телом такого же количества энергии падающего на него излучения. Основные характеристики теплового излучения:  – энергетическая светимость тела , Спектральная плотность энергетической светимости (или испускательная способность) –  ,

Испускательная способность тела численно равна мощности излучения с единицы площади поверхности тела в единичном интервале длин волн, зависит от природы тела, его температуры, различается для излучений различных длин волн. Энергетическая светимость тела:

 – это мощность излучения с единицы площади поверхности тела во всем интервале длин волн от 0 до , , ,  – поток излучения или лучистый поток [Вт],

На ряду с тепловым излучением тела способны, отражать, поглощать, частично пропускать падующее на них излучение. Пусть  лучистый поток, падающий на тело.

Для большинства твердых тел даже при небольшой толщине d=0 (a+b=1). Опыты показывают, что a and b зависят от температуры тела, его химического состава, состояния поверхности и от длины волны падающего излучения.

Зависимость  и  от длины волны обуславливает окраску освещаемых тел.

Например, если тело поглощает все лучи, кроме красного, то при освещении его белым светом тело будет иметь красную окраску, а при освещении любым другим монохроматическим светом – черную. Если тело поглощает все падающее на него излучение ,  – абсолютно черное тело (черная окраска). Если тело полностью отражает все падающее на него излучение: ,  – абсолютно белое тело (цвет зависит от спектрального состава падающего на него излучения). Если поглощающая способность постоянна и , такое тело называется серым (и  одинаково для всех длин волн падающего излучения и зависит от температуры тела). Тела, поглощательная способность которых зависит от длины волны, называются селективными.