Полосы спектра излучения газов

Параметры состояния 10, 17, 58 Пар водяной 60, 61, 65 Переход фазовый 59 Плотность потока 223, 230, 234 Показатель политропы 52 Поле температурное 149 Полосы спектра излучения газов 238 Постоянная газовая удельная 15, 48 Поток 150, 230 [c.254]

Излучение и поглощение энергии газами происходит лишь в тех полосах частот, которые соответствуют энергии возможных переходов молекул с одного энергетического уровня на другой, и носит селективный или избирательный характер. В отличие от этого большая часть твердых тел излучает энергию во всем диапазоне частот. Расположение полос в спектре излучения газа также определяется природой газа, а на ширину полос и зависимость спектральных характеристик от частоты влияют термодинамическое состояние газа и толщина газового слоя. Основная информация о поглощении и излучении энергии газами экспериментальная. [c.131]

Воспользовавшись этими данными, легко оценить относительную роль указанных полос поглощения SO а в полном спектре излучения газа. Из рис. 1-7 видно, что даже при столь низкой температуре, как 500 К, относительный вклад полосы 19,3 мкм сравни- [c.41]

Проведено много опытов по определению полос поглощения (излучения) газа. Разными исследователями получены различные данные по этому вопросу. Это объясняется, вероятно, тем, что ширина полос зависит от температуры газа и, кроме того, при увеличении толщины слоя газа усиливается излучение областей спектра с малой излучательной способностью в соседстве с излучающими полосами. [c.97]

Как уже отмечалось, твердые тела обладают свойством излучения и поглощения лучистой энергии всех длин волн от =0 до Я=оо. Г азы же второй группы не обладают этим свойством. Они ив-лучают и поглощают тепловые лучи с определенными длинами волн (см. фиг. 15. 4, кривые 5) т. е. им присуще полосчатое (или избирательное) поглощение и излучение. Для лучей с другими длинами волн данный газ прозрачен. Полосы могут быть расположены в различных частях спектра. Энергия излучения и поглощения вне этих полос равна нулю, т. е. газ здесь не излучает лучистую энергию и не поглощает ее. Таким О бразом, спектры излучения газов второй группы в отличие ог спектров твердых тел имеют ясно выраженный избирательный или селективный характер. Водяной пар имеет в своем спектре три основных полосы длин волн, которые имеют существенное значение в энергетическом отношении [c.337]

Твердые тела имеют непрерывный спектр излучения, а газы — прерывистый последний содержит не все частоты, а несколько полос, каждая из которых характеризуется определенным набором частот. [c.276]

Излучение газов существенно отличается от излучения твердых тел. Поглощение и излучение газов селективное (выборочное). Газы поглощают и излучают лучистую энергию только в определенных, довольно узких интервалах АА, длин воли —так называемых полосах. В остальной части спектра газы не излучают и не поглощают лучистой энергии. [c.397]

Таким образом, для определения поглощательной способности и степени черноты среды необходимо располагать данными по спектрам поглощения и излучения, а также по коэффициентам поглощения для отдельных длин волн. Коэффициент поглощения среды в общем случае зависит от физической природы среды, длины волны, температуры и давления (для газов). Вследствие этого коэффициенты поглощения оказываются различными не только для отдельных полос спектра, но и существенно изменяются в пределах одной и той же полосы. В. А. Фабрикант применил закон Бугера к средам, усиливающим излучение. Эти среды применяются в лазерах. [c.422]

Процессы теплового излучения и поглощения газов имеют ряд особенностей по сравнению с излучением твердых тел. Твердые тела имеют обычно сплошные спектры излучения они излучают (и поглощают) лучистую энергию всех длин волн от О до оо. Газы же излучают и поглощают энергию лишь в определенных интервалах длин волн АХ, так называемых полосах, расположенных в различных частях спектра для лучей других длин волн, вне этих полос, газы прозрачны, и их энергия излучения равна нулю. Таким образом, излучение и поглощение газов имеет избирательный селективный) характер. В энергетическом отношении для углекислоты и водяного пара основное значение имеют три полосы, примерные границы которых приведены в табл. 5-1. [c.169]

На основе (и) можно вычислить также полное излучение с единичной поверхности газового слоя Е. Для этого нужно знать зависимость коэффициента поглощения от частоты V в полосах поглощения-излучения для данного газа при заданных температуре и давлении. Вычисление сводится к интегрированию обеих частей (и) по всему спектру, практически —по полосам поглощения, так как вне их излучение газа отсутствует. В итоге плотность излучения с поверхности газового слоя можно представить [c.175]

Область исследованных электромагнитных волн простирается почти без перерывов от волн длиной тысячи километров, излучаемых низкочастотными электрическими машинами, до коротковолнового 7-излучения радиоактивных элементов и космических лучен. Различные участки этого спектра обладают разными свойствами, по-разному распространяются, по-разному себя проявляют. Узкая полоса спектра, заключенная между длинами волн от 0,38 до 0,76 мкм, способна воздействовать на наш глаз в определенных интервалах излучение способно вызывать химические реакции, фотоэффект, ионизацию газов. Наиболее длинноволновые излучения могут быть обнаружены с помощью электромагнитных колебательных контуров. Поэтому наряду с общими характеристиками излучения, в первую очередь энергетическими, имеют место специфические характеристики для отдельных областей спектра электромагнитных волн. [c.282]

Степень селективности излучения определяется тем, насколько спектральное распределение интенсивности излучения данного тела отличается от такового у абсолютно черного тела, имеющего равную с ним температуру. Строго говоря, излучение всех находящихся в природе тел в той или иной степени всегда является селективным. Но степень селективности излучения у различных тел разная. Наибольшей селективностью излучения обладают, например, газы, так как они излучают лишь в определенных сравнительно узких полосах спектра абсолютно черного тела. [c.48]

При 5 = 00 или практически при /С5>4,0 спектральная интенсивность излучения в пределах полос поглощения рассматриваемой среды достигает уровня спектральной интенсивности излучения черного тела (рис. 16-4). В этом случае мы приходим к спектру излучения селективно-черного газа, степень черноты излучения которого на основании уравнения (16-28) принимает вид [c.286]

В отличие от системы поверхностей и кл с не-запыленным селективно-серым газом в рассматриваемом случае излучающая и поглощающая среды обмениваются лучистыми потоками с fм и кл не только в пределах спектральных полос поглощений (излучения) селективно-серого незапыленного газа (Дл)г, но также н вне их. Поскольку в пределах (М)г и вне их спектры излучения среды и поверхностей Рм и кл являются серыми, расчетные уравнения теплопередачи излучением и для дайной системы могут быть получены из уравнений, соответствующих серой излучающей среде. Величина Qp.M и в данном случае может быть представлена в виде суммы двух членов [c.344]

Суммарное излучение см и газов в общем случае не равно сумме излучений компонентов смеси, взятых порознь. Так, степень черноты смеси углекислого газа и водяного пара меньше суммы их собственных степеней черноты. Это явление связано с частичным взаимным поглощением излучения в области длин волн, в которых полосы спектров СОа и Н О перекрывают друг друга. [c.405]

В топочной технике наибольшее значение имеет излучение таких трехатомных газов, как углекислота ( OJ и водяной пар (НаО> Для каждого из этих газов существуют три наиболее важные в энергетическом отношении полосы спектра, в которых происходит излучение и поглощение энергии (табл. 15-1), [c.226]

На рис. 1-1—1-5 приведены данные [71 ] о спектральной степени черноты и спектральном коэффициенте поглощения углекислого газа и водяного пара при различных толщинах слоя, давлениях и температурах. На рис. 1-1 показаны полосы поглощения СО а и HjO при температуре Т = 1200 К и полном давлении р = 0,101 МПа для двух толщин слоя L = 20 см и L = 200 см. Для каждого из газов парциальные давления приняты равными 0,101 МПа, Из рисунка видно, что излучение СО а сосредоточено в двух сравнительно узких полосах спектра, в то время как полосы HgO практи- [c.19]

На рис. 1-2 и 1-3 показано, как изменяется спектральная степень черноты в полосах поглощения углекислого газа (Я) и водяного пара (Я) в зависимости от толщины слоя L и давления р при двух температурах 1200 и 2400 К. Как видно из кривых, увеличение толщины слоя L приводит к повышению спектральной степени черноты и уширению полос поглощения СОа и НаО, особенно на крыльях полос, преимущественно в сторону длинноволновой области спектра инфракрасного излучения газов. Влияние давления на спектр полос поглощения СОа и HjO аналогично по характеру влиянию толщины слоя. Как и увеличение толщины слоя газа L, увеличение давления газа р приводит к уширению полос поглощения в сторону длинноволновой области спектра, особенно на крыльях полос. Наиболее сильно изменение давления и толщины слоя газа сказывается на спектральной степени черноты водяного пара (X). [c.20]

Приведенные данные позволяют сопоставить излучение газов в соответствующих полосах спектра с излучением абсолютно черного тела в этих же областях спектра и определить, таким образом, как интегральную степень черноты отдельных полос, так и интегральную степень черноты газа в полном спектре. [c.22]

Как и для всех двухатомных газов с несимметричной молекулой, спектр излучения СО характеризуется наличием одной интенсивной полосы 4,7 мкм (Vj == 2143 см 1) и одной слабой полосы 2,3 мкм (Vo = 4260 m 1), расположенных в инфракрасной области спектра. Полоса 4260 m 1 является [c.43]

Факел мазутного или газового пламени представляет собой сложную гетерогенную систему, состоящую из газообразных продуктов полного сгорания СО а и HjO и взвешенных в их потоке частиц сажистого углерода. Трехатомные топочные газы СОа и HgO, как уже отмечалось выше, обладают рядом колебательно-вращательных полос, расположенных в инфракрасной области спектра. Частицы сажи образуют сплошной спектр излучения, охватывающий видимую и инфракрасную области. [c.114]

Как и при сжигании мазута, тепловое излучение пламени природного газа обусловливается излучением газообразных продуктов полного сгорания ( Oj и Н2О) и взвешенных в их потоке частиц сажистого углерода. Эти частицы образуют сплошной спектр излучения, охватывающий как области полос излучения газов, так и те области спектра, в которых эти газы не излучают. В последних областях поток падающего излучения складывается из потока собственного излучения частиц сажи и ослабленного этими частицами [c.149]

На фиг. 20—12 дано схематическое сопоставление спектров излучения и поглощения абсолютно черного, серого тела и газа. Появление полос излучения (поглощения) в спектрах газов связано с теми изменениями в состоянии молекул и атомов (переход электронов i одного уровня на другой, квантовые изменения колебательных и вращательных движений [c.527]

Поглощение (или испускание) излучения газами обусловлено изменениями электронных, колебательных и вращательных энергетических уровней молекул. При переходе между электронными уровнями возникают спектральные линии в видимой части спектра и в области более коротких волн (т. е. в ультрафиолетовой части спектра) при переходе между колебательными уровнями — в инфракрасной области при переходе между вращательными уровнями — в дальней инфракрасной области. При соответствующих значениях частоты изменения колебательных и вращательных уровней оказываются взаимосвязанными и переход происходит одновременно. Поскольку энергия колебательных уровней больше, чем вращательных, результирующий спектр состоит из близко расположенных спектральных линий внутри узкого интервала длин волн этот спектр называется колебательно-вращательной полосой. Поэтому описание характеристик поглощения газа в зависимости от длины волны весьма сложно. Рассмотрим, например, пучок монохроматического излучения интенсивностью /у, проходящий в слое газа в направлении Q. Если рассеяние излучения молекулами газа пренебрежимо мало [c.104]

С составляет 1,7 см-ат, при 600°С 4,2 см-ат, при 800°С 8,0 см-ат и т. д., достигая при высоких температурах величины 13—14 см-ат. Собственное излучение единицы объема углекислого газа значительно превосходит собственное излучение водяного пара, что объясняется наличием в спектре углекислого газа полосы с очень большой величиной коэффициента поглощения. [c.111]

Твердые тела имеют непрерывный спектр излучения, а газы — прерывистый последний содержит не все частоты, а несколько полос, каждая из которых характеризуется некоторым набором частот на пример, первая от до V2, вторая от Тд до и т. д., частоты от V2 до Vз в таком спектре не содержатся. [c.320]

Плотность потока излучения газа в целом складывается из плотностей потоков излучения всех полос его спектра. [c.340]

Приближение диффузии излучения справедливо для оптически толстых сред (большой К0эфс 5ициент поглош,ения) при небольших градиентах температуры. Эти условия не всегда соблюдаются на границах, например твердого тела и вакуума, с температурой абсолютного нуля. Однако и в таких случаях можно использовать приближение ди( х )узии излучения путем введения понятия скачка на границе. Спектр излучения газов полосчатый. Приближение ди( х )узии излучения справедливо для таких полос спектра, которым соответствует оптическая толщина среды, большая 2. [c.421]

Из уравнения (5-21) видно, что с ростом спектральной оптической толщины слоя а 1 суммарная спектральная интенсивность излучения с поверхности(О растет и при i>3 практически достигает спектральной интенсивности излучения абсолютно черного тела /ov при температуре, равной температуре газа в объеме. Вне полос спектра поглощения газа величина ,==0 из соотношения (5-21) следует, что в этих участках спектра излучение газового объема отсутствует. Выражение (5-21) определяет интенсивность излучения по направлению нормали к поверхности плоского слоя. Плотность полусферического излучения с поверхности Е , можно найти, если рассмотреть также иные направления, по которым излучение пересекает граничную поверхность. Выражение для интенсивности излучения в произвольном направлении п (рис. 5-21) определяется тем же уравнением (5-21), если в нем толщину слоя газа I заменить на длину пути луча в этом направлении / =// osO. Если подставить это соотношение в (в), то после вычислений получим [c.174]

При обсуждении спектра водорода упоминалось, что в нем наряду с дискретными спектральными линиями, составляющими серии, наблюдается ряд полос, которые при исследовании приборами с достаточной разрешающей способностью расчленяются на ряд тесно расположенных друг около друга линий, образуя так называемый многолинейчатый, или полосатый, спектр. Подобной особенностью отличаются и спектры других газов, молекулы которых состоят из двух или нескольких атомов. Наоборот, для одноатомных газов (благородные газы, пары металлов) характерны только линейчатые атомные спектры. Правда, при значительном давлении пары металлов (например Hg, 2п и др.), равно как и благородные газы, также излучают полосатые спектры, но, как показывают разнообразные исследования, при этих условиях в парах образуются нестойкие соединения типа Hg2, Пег, HgH, Сзо и т. д., т. е. молекулы, с существованием которых и связано излучение полосатых спектров. [c.744]

В практике теплотехнических расчетов наиболее распространенными трехатомпыми газами являются СОд и Н3О, В отличие от твердых тел газы излучают энергию лишь в определенных интервалах длин волн А)1, называемых полосами спектра. Для лучей других длин волн вне этих полос газы прозрачны и их энергия излучения равна нулю. Таким образом, излучение и поглощение газов носит избирательный характер. Количество поглощаемой газом энергии зависит от числа находящихся в данном объеме молекул газа. Это число пропорционально толщине газового слоя, характе- [c.238]

Твердые вещества имеют широкие полосы поглощения и для накачки целесообразно использовать газоразрядные лампы с широким спектром излучения. Газообразные вещества имеют относительно узкие и весьма интенсивные линии поглощения и возбуждаются нередко с помощью газового разряда в самой активной среде, — т. е. в газе. Для газовой смеси удается получить высокую инверсию населенности при определенном режиме газового разряда. К таким средам относятся смеси гелия и неона, гелия и ксенона, неона и кислорода, аргона и кислорода и др. Обычно газовая среда состоит из двух газов, в которой активным является один из газов, а второй лишь используется для не-, редачи энергии накачки к частицам активного газа например, в ге-лийнеоновом ОКГ в состав смеси входит гелий Не и неон Ne в соотношении 10 I давление составляет 1 мм рт. ст. Источником стимулированного излучения служат атомы неона. Возбуждение достигается либо с помощью высокочастотного генератора, либо с помощью тлеющего разряда в трубке при высоком постоянном напряжении. Возбужденные атомы гелия с большим временем жизни, 1000 мксек, передают при столкновениях свою энергию атомам неона. В смеси азота с углекислым газом излучательные переходы совершаются между уровнями молекул СОз, а возбужденные атомы азота лишь передают свою энергию углекислому газу. В генераторах на аргоне генерация возникает при дуговом разряде в аргоне. Возможно использование и других газов. — [c.223]

Предположим, что газ имеет постоянную температуру Гг, а стенка Гс. Примем, что газ и стенка являются серыми телами. Излучение стенки (оболочки) характеризуется сплошным спектром. Газовая среда имеет селективно-серое излучение в виде отдельных полос eigi e2gz <рис. 18-8). В общем случае число таких полос для различных газов может быть различным. [c.433]

На рис. 16-4 приведена качественная картина спектра излучения селективносерого газа, у которого D пределах Полос поглощения /(, = /< = onst. Газ излучает в этом случае в тех полосах спектра, в которых он поглощает. С увеличением толщины струи газа S увеличивается его поглощательная способность и, следовательно, согласно закону Кирхгофа должна увеличиваться и его излуча-тельная способность. [c.285]

Вначале рассмотрим наиболее простой случай — лучистый теплообмен между селективно-черным газом (например, имеющим две спектральные полосы поглощения) и окружающей его черной стенкой. Совмещенный качествеиный график спектров этого газа и стенки приведен на рис. 17-3. Селективно-черный газ обменивается лучистыми потоками толыда в пределах спектральных полос, обозначенных на рис. 17-3 через e g и e g" (в общем случае число полос излучения газа может быть различным). Вне этих полос стенка обменивается лучистыми потоками сама с собой с результирующим излучением, равным нулю. Поэтому рассматриваемая задача в данном случае сводится к анализу лучистого теплообмена между газом и стенкой в пределах полос излучения (поглощения) газа, [c.301]

Качественный график спектра излучения рассматриваемой системы отличается от графика рис. 19-2 только спектром излучения газовой среды. В пределах полос (АЯ)г селективно-серый газ в отличие от селективно-чер-ного имеет [c.337]

В связи с использованием лазеров развиваются исследования особенностей распространения лазерного луча в атмосфере. Из-за высокой монохроматичности лазерного излучения даже в окнах прозрачности атмосферы лазерный луч может сильно ослабляться. В тонкой структуре спектра поглощения атмосферы в этих окнах имеются относительно узкие, но сильные полосы поглощения. Количественные оценки П. э. а. для лазерного излучения требуют знания (с весьма высокой точностью) положения, интенсивности и формы лвний тонкой структуры спектров атм. газов. Большая мощность излучения лазеров ( 10 Вт/см ) может вызывать разл. рода нелинейные эффекты (многофотонные эффекты, приводящие к пробою в газах спектро-скопич. эффекты насыщения, вызывающие частичное просветление газов эффекты самофокусировки оптич. пучков, вызываемых зависимостью коэф. преломления среды от мощности потока излучения, и др.). При малой длительности оптич. импульсов ( 10 с) могут возникать явления, приводящие к отклонению ослабления излучения от закона Бугера. [c.137]

Экспериментальные данные о влиянии перекрытия полос поглощения СОа и HgO весьма ограниченны. Из них следует, что наиболее сильно этот эффект проявляется в полосе 2,7 мкм. Наиболее обстоятельно этот эффект исследован в работе С. Феризо и С. Людвига. В области спектра 3800 см С излучения газов в указанных выше областях спектра. [c.31]

Вообще говоря, энергетические уровни в газах уширены довольно слабо (ширина порядка нескольких гигагерц и меньше), поскольку действующие в газах механизмы уширения слабее, чем в твердых телах. Действительно, в газах, находящихся при обычных для лазеров давлениях (несколько мм рт. ст.), столк-новительное уширение очень мало и ширина линий определяется главным образом доплеровским уширением. В связи с этим в газовых лазерах не используется, как в твердотельных лазерах, оптическая накачка с помощью ламп. В самом деле, такая накачка была бы крайне неэффективна, поскольку спектр излучения этих ламп является более или менее непрерывным, в то время как в активной газовой среде нет широких полос поглощения. Как уже упоминалось в гл. 3, единственный случай, когда генерация была получена в газе при оптической накачке такого типа, — это цезий, возбуждаемый линейной лампой, заполненной гелием. В данном случае условия для оптической накачки вполне благоприятны, поскольку некоторые линии излучения Не совпадают с линиями поглощения s. Однако цезиевый лазер [c.343]

Поглощение (или испускание) излучения газами происходит не непрерывным образом во всем спектре, а в большом числе относительно узких полос интенсивного поглощения (или испускания). На фиг. 2.15 показан спектр поглощения водяного пара в дальней инфракрасной области (т. е. при "к — 18- 75 мкм), по данным Ренделла и др. [47]. Спектр состоит из большого числа пиков. На фиг. 2.16 представлен спектр поглощения углекислого газа по данным Эдвардса [48]. Спектр состоит из четырех полос поглощения, соответствующих длинам волн 15, 4,3, 2,7 и 1,9 мкм. [c.104]

Сиерктр большинства твердых тел является непрерывным. Если же через призму пропустить пучок лучей, испускаемых газом, то спектр получится прерывистым — в виде отдельных полос. Это значит, что излучение газа происходит лишь в отдельных участках спектра. Такое излучение называется селективным. Селективным излучением характеризуются также и некоторые твердые тела, например кварц. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...