ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оценочный расчет степени черноты из "Интенсификация теплообмена излучением с помощью покрытий " 1 мы указывали, что черное излучение может быть смоделировано с помощью замкнутой полости. Поэтому нам необходимо рассмотреть электромагнитное излучение в замкнутой полости. [c.59] Электромагнитное поле в замкнутой полости может быть интерпретировано как совокупность стоячих волн. Каждую волну можно заменить эквивалентным осциллятором, тогда энергия поля составит сумму энергий всех осцилляторов. Так как движение происходит в полости, то возникающее в результате этого излучение должно иметь температуру, равную температуре излучающих стенок. Поэтому каждый осциллятор, заменяющий стоячую волну, должен обладать энергией, зависящей не только от частоты, но и от температуры. Следует заметить, что при движении зарядов энергия зависит от времени, но нас будет интересовать не мгновенная энергия, а энергия на собственной частоте системы. [c.59] Характеристическое уравнение соответственно будет. [c.60] Наша задача — получить (vo). Поскольку мы име- ем дело с чисто периодическим полем, содержащим частоты, образующие дискретный ряд значений, являющихся целыми кратными собственной частоте — частоте основного состояния, то Б (т) можно разложить в ряд Фурье, т. е. представить в виде суммы монохроматических зависимостей энергии от частоты. [c.61] Такого рода спектральное разложение энергии (т) в ряд Фурье будет зависеть от некоторого числа п, ко4 торое пробегает ряд целых значений О, 1, 2, 3 и т. д. [c.61] Энергия фотона при Ч астоте у равна hv, при частоте Уо—hvo Обозначим величину этой энергии через о-С другой стороны, мы установили, что энергия, излучаемая одним диполем, по выражению (2-85) на частоте Уо равна 1. Нетрудно видеть, что отношение 1/уо будет отличным от отношения о/уо- Отношение Ео1ха = к, т. е. постоянной Планка, а Ефуо равно g причем g h, так как 1 меньше о, что вытекает из постулатов Планка при выводе им законов черного излучения. [c.63] приняли ранее, что излучение нашего тела является серым , следовательно, серым будет фотонный газ в полости. Для определения энергии серого излучения в интервале частот V, v + Av, кроме энергии одного фотона, надо знать число фотонов в этом интервале. Число фотонов связано с энергией фотона и определяется законом распределения. [c.64] Для черного и серого излучений законы распределения подобны и отличаются только масштабом. [c.64] Значение Т из выражения (2-88) на основании формулы Вина для частоты, соответствующей максимуму энергии излучения, составит 0,5097vo. [c.64] Из выражения (2-89) следует, что степень черноты тем больше, чем больше собственная частота колебаний. [c.65] При рассмотрении вопроса взаимосвязи между элементами структуры твердого тела и его излучательной способностью мы не ставиди перед собой цель получить точное решение задачи, что, вообще говоря, не является возможным. [c.65] Важность полученного вывода заключается не столько в возможности количественно оценить излучательную способность системы ионов, сколько в том, что у нас появился критерий оценки для выбора материалов из группы однородных. [c.65] Таким критерием является собственная частота колебаний или частота основного состояния Уо. [c.65] Здесь также необходимо сделать еще одно замечание. При выводе выражения (2-89) не учитывались характеристики повер Сности излучателя, поэтому степень черноты, подсчитанная из выражения (2-89), может не совпадать с экспериментальными данными. Ряд значений е для различных материалов одного типа, например карбидов или боридов, вычисленных с помощью формулы (2-89) и расположенных по убыванию или по возрастанию, совпадает с таким же рядом значений е, полученных для соединений одного типа экспериментальным путем. [c.65] Таким образом, собственная частота колебаний является параметром, с помощью которого можно выбрать материалы, обладающие наивысшей излучательной способностью среди данного вида. [c.65] Однако следует отметИть, что выражение (2-89) не раскрывает зависимость Излучательной способности от температуры. В то же время такая зависимость очень важна при выборе материала, работающего в интервале температур от 273 до 2000 К. [c.65] Известно, что для одних материалов излучательная способность с ростом тe viпepaтypы растет (металлы), для других— падает (неметаллы). [c.65] Вернуться к основной статье