Итак, равновесным может быть только тепловое излучение, поэтому только к нему могут быть применены законы термодинамики.
2.1.2. Закон Кирхгофа
Введем некоторые характеристики теплового излучения.
Поток энергии (любых частот), испускаемый единицей поверхности излучающего тела в единицу времени во всех направлениях (в пределах телесного угла 4π), называется излучательностью тела (R), [R] = Вт/м2.
Излучение состоит из волн различной частоты (ν). Обозначим поток энергии, испускаемой единицей поверхности тела в интервале частот от ν до ν + dν, через dRν. Тогда при данной температуре
...,
где rν,T - спектральная плотность излучательности, или излучательная способность тела.
Опыт показывает, что излучательная способность тела rν,T зависит
от температуры тела (для каждой температуры максимум излучения лежит в своей области частот). Размерность [rν,T] = Дж/м2.
Зная излучательную способность, можно вычислить излучательность (энергетическую светимость):
...
Пусть на элементарную площадку поверхности тела падает поток лучистой энергии dΦν, обусловленный электромагнитными волнами,
частоты которых заключены в интервале dν. Часть этого потока dΦ'ν будет поглощаться телом. Безразмерная величина
...
называется поглощательной способностью тела. Она также сильно зависит от температуры.
По определению αν,T не может быть больше единицы. Для тела,
полностью поглощающего излучения всех частот, αν,T = 1. Такое тело
называется абсолютно черным (это идеализация).
Тело, для которого αT = const и меньше единицы для всех частот, называется серым телом (это тоже идеализация).
|