Черного тела излучение излучательная способность

Реальные тела, называемые обычно серыми, по интенсивности излучения отличаются от абсолютно черного тела, но исследованиями И. Стефана и других ученых было установлено, что закон излучения абсолютно черного тела может быть применен и для серых тел. Для всех длин волн кривые излучения серых тел подобны таковым для абсолютно черного тела. Отношение излучательной способности серых тел к излучательной способности абсолютно черного тела при одинаковой температуре называется степенью черноты их [c.116]

Так как степень черноты серого тела меньше единицы, то излучательная способность серого тела меньше излучательной способности абсолютно черного тела. Следовательно, при данной температуре энергия, излучаемая абсолютно черным телом, всегда больше энергии излучения серого тела. [c.139]

Поскольку степень черноты серого тела всегда меньше единицы, излучательная способность серых тел меньше излучательной способности абсолютно черного тела. Следовательно, при любой температуре излучение абсолютно черного тела является наибольшим. [c.264]

Возвратимся теперь к рассмотренной выше полости. Пусть находящиеся внутри этой полости тела обладают абсолютно черными поверхностями. Обозначим излучательную способность абсолютно черных тел через В . Тогда в силу того, что полость находится в термодинамическом равновесии, интенсивность падающего на поверхность этих тел излучения будет также равна В . В противном случае эти тела нагревались бы или охлаждались, что противоречило бы второму закону термодинамики. Заменим теперь расположенные внутри полости абсолютно черные тела аналогичными телами, но с поглощательными способностями А ф. В силу установленного ранее результата о независимости спектральной плотности лучистой энергии от природы тел, плотность лучистой энергии в полости от этого не изменится. Так как при термодинамическом равновесии радиационное поле будет всегда изотропным, между плотностью лучистой энергии и ин- [c.656]

В гл. 1 отмечалось, что визуальными измерениями температуры пользовались уже в конце 19-го столетия. Такой способ измерения был введен в МТШ-27. Уже с самого начала стало ясно, что пирометр монохроматического излучения представляет собой удобный, высоко воспроизводимый и точный прибор измерения температуры. Доступность ламп с угольной, а позднее с вольфрамовой нитью привела к созданию пирометра с исчезающей нитью. Хотя характеристики ламп с вольфрамовой нитью во многих отношениях были существенно лучше характеристик угольных ламп, последние продолжали использоваться в пирометрах с исчезающей нитью для измерения низких, до 650 °С температур вплоть до 1940 г. Преимущество угольной нити в этом случае связано с ее большой излучательной способностью, а следовательно, и хорошими цветовыми характеристиками, когда она рассматривается без цветного фильтра на фоне изображения черного тела. [c.310]

К равенству единице отношения излучательной способности к поглощательной только в условиях черного тела, т. е. при равенстве излучательно-поглощательных условий. Второе определение утверждает, что полное поглощение — это индуцированное поглощение минус вынужденное излучение, т. е. вынужденное излучение рассматривается как отрицательное поглощение. Полное излучение — это просто спонтанное излучение. Это второе определение, по-видимому, справедливо для любых условий теплового излучения независимо от того, существует или не существует равновесие. Кроме того, второе определение лучше соответствует экспериментальному определению поглощения. Экспериментально нет возможности отделить индуцированное поглощение от вынужденного излучения. [c.326]

Очевидное различие между излучением, испущенным вольфрамовой лентой, и излучением черного тела связано с зависимостью излучательной способности вольфрама от длины волны (рис. 7.17). Соответственно спектральная яркостная температура оказывается функцией длины волн. Спектральная яркостная температура 7д ленты, имеющей излучательную способность е(к, Т) и наблюдаемой через стекло с коэффициентом пропускания определяется формулой [c.350]

Закон Вина. Закон Стефана—Больцмана, хотя и определяет вид зависимости интегральной излучательной способности абсолютно черного тела от температуры, не дает никаких сведений о частотной зависимости энергии излучения, т. е. остается неизвестным явный вид универсальной функции Кирхгофа. Важным шагом вперед в указанном направлении является так называемый закон Вина. [c.327]

Как следует из (14.21), длина волны, соответствующая максимальной излучательной способности, обратно пропорциональна абсолютной температуре. Следовательно, при понижении температуры накаленного черного тела, максимум энергии его излучения смещается в область больших длин волн, т. е. при этом в спектре излучения начинает преобладать длинноволновое излучение, что находится в согласии с опытными данными. [c.329]

Пользуясь формулой (14.21), можно определить длины волн, на которые приходятся. максимумы энергии излучения при различных температурах. Так, например, при температурах, меньших 4000 К, максимумы излучательной способности абсолютно черного тела лежат за пределами видимой области, относясь к инфракрасному излучению. При Т = 3000 К = 9,6 10" см. При температуре [c.329]

Цветовая температура. При известном распределении энергии излучения в спектре абсолютно черного тела можно определить температуру по закону смещения Вина по расположению максимума излучательной способности [c.335]

Следовательно, у вольфрама доля энергии, приходящаяся на излучение видимого света, значительно больше, чем у абсолютно черного тела, нагретого до той же температуры. Это свойство вольфрама позволяет использовать его в качестве материала для изготовления нитей ламп накаливания. Однако некоторые особенности вольфрама ограничивают применение его в качестве теплового источника света. Дело в том, что при температуре 2450 К максимум излучательной способности вольфрама соответствует длине волны около 1,1-10 см, в то время как максимум чувствительности глаза соответствует длине волны 5,5-10 см (желто-зеленой части спектра). Следовательно, для того чтобы вольфрам мог слу- [c.375]

Максимум излучательной способности абсолютно черных тел при температуре 5200 К соответствует длине волны 5,5-10 см (максимуму чувствительности глаза). Солнечное излучение, дошедшее до нас, имеет максимум примерно при той же температуре. Это послужило основанием называть излучение черного тела при температуре 5200 К белым светом . [c.375]

Эти кривые дают распределение энергии по спектру для вольфрама и черного тела с одной и той же температурой, там же приведено отношение ординат обеих кривых (пунктирная линия), которое показывает отношение излучательной способности вольфрама для разных длин волн к излучательной способности черного тела. Из пунктирной кривой видно, что в области видимого света испускание вольфрама составляет около 40% испускания черного тела той же температуры, а в области инфракрасных лучей (около 3 мкм) всего лишь 20%. Такая селективность излучения выгодно отличает вольфрам и в связи с высокой температурой плавления вольфрама делает его наилучшим материалом для изготовления нитей ламп накаливания. [c.707]

Если предположить, что у серых (реальных) тел собственное излучение пропорционально абсолютной температуре в четвертой степени, но излучательная способность меньше излучательной способности абсолютно черного тела, то тогда [c.195]

Значение е изменяется от нуля до единицы. Степень черноты характеризует излучательную способность реального тела по сравнению с абсолютно черным телом. Степень черноты может зависеть от длины волны излучения. Различают спектральную е(Я, Т)=ех(Т) и интегральную г Т) степень черноты. Спектральная степень черноты для длины волны X и температуры Т определяется отношением интенсивности излучения реального тела /х Т) к интенсивности излучения /хо (Т) абсолютно черного тела при той же температуре. Твердые диэлектрики, имеющие шероховатую поверхность, обла- [c.408]

Тепловое излучение различных тел определяется их тепловым состоянием, а также природными свойствами. Температура резко влияет на лучеиспускательную способность тел, т. е. на количество энергии, излучаемой единицей поверхности тела за единицу времени. Тело, обладающее при данной температуре наибольшей излучательной способностью, называется абсолютно черным телом. Таких тел в природе не существует и все реальные тела излучают при одной и той же гемпературе только часть энергии абсолютно черного тела. [c.136]

Если газы поглощают энергию, то, согласно закону Кирхгофа, они и излучают ее. Для определения относительной излучательной способности, представляющей лучеиспускательную способность газов в долях от излучения абсолютно черного тела, или степени черноты газов, служит формула [c.191]

Излучательная и поглощательная способности (по отношению к черному падающему излучению) любого данного тела связаны между собой законом Кирхгофа (1800 г.). Этот закон является одним из основных законов теории теплового излучения. Он распространяется на все физические тела — твердые, жидкие и газообразные. В приложении к интегральному излучению твердых тел закон Кирхгофа математически представляется в следующем виде [c.50]

Соотношение между излучательной и поглощательной способностями тел устанавливается законом Кирхгофа [Л. 14-3]. Отношение излучательной способности тела к его коэффициенту поглощения не зависит от природы тела, и для всех тел, находящихся при одинаковой температуре, равно тому же отношению для абсолютно черного тела при той же температуре. Этот закон относится как к монохроматическому, так и к интегральному излучению. Учитывая, что коэффициент поглощения абсолютно черного тела а =, можно написать [c.198]

Закон Кирхгофа устанавливает количественную связь между энергиями излучения и поглощения для серых и абсолютно черного тел. Он указывает, что отношение излучательной способности тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел и зависит только от температуры, т.е. для всех тел при данной температуре [c.81]

Введем наряду с функцией p(v,T) спектральную излучательную способность абсолютно черного тела e v,T), определив ее как количество энергии, излучаемой с единицы площади поверхности черного тела за единицу времени. Покажем, что e v,T) лишь множителем с А отличается от функции p v,T). Вследствие изотропии черного излучения из каждой точки полости исходит поток энергии, равномерно распределенный по всем направлениям и равный (в расчете на единицу [c.85]

Так как для любой длины волны излучательная способность абсолютно черного тела больше излучательной способности нечерных тел, взятых при одной и той же температуре, то на первый взгляд кажется, что самым подходяш им источником света является абсолютно черное тело. Однако к источникам света предъявляются и другие требования, которым лучше удовлетворяют нечерные тела. Как показывают опытные данные, несмотря на то что излучательная способность вольфрама при всех длинах волн меньше, чем излучательная способность абсолютно черного тела, он обладает селективным излучением в видимой области — энергия излучения в этой области при температуре 2450 К составляет 40% излучения черного тела при той же температуре. В инфракрасной же области вольфрам отдает всего 20% инфракрасного излучения абсолютно черного тела. [c.375]

Для градуировки пирометров излучения применяют электрические печи специальной конструкции, излучение внутренней полости которых приближается к излучению черного тела. Схема устройства электропечи показана на рис. 9.2. Внутри графитовой трубы, которую используют как нагреватель, установлен ряд диафрагм. Диафрагмы одной половины печи имеют отверстия, через которые пирометром излучения визируется внутренняя полость трубы. Излучение стенок этой полости, имеюхцих одинаковую температуру, приближается к излучению черного тела. Коэффициент излучательной способности рассчитывается по геометрическим размерам и коэффициенту отражения графита. [c.321]

Начнем с описания теории излучения черного тела, за которым последует обсуждение различных методов вычисления коэффициентов излучения полостей, близких к черному телу, и обсуждение практической реализации таких полостей. После этого рассмотрим вольфрамовые ленточные лампы как воспроизводимый источник теплового излучения для термометрии. На этой основе мы ознакомимся с термометрией излучения, реализацией МПТШ-Б8 выше точки золота, измерением термодинамической температуры, методами измерений при неполных данных об излучательной способности поверхности и, наконец, термометрией излучения полупрозрачных сред. [c.311]

Для коэффициентов излучения, отражения, поглощения и пропускания мы будем использовать обозначения е, р, а и т соответственно. Термины коэффициент излучения , коэффициент отражения и т. д. относятся к реальным поверхностям и включают эффекты геометрии поверхности. Такие термины, как излучательная способность или отражательная способность , относятся к идеальным гладким поверхностям, и их использование ограничивается дискуссией об отверстии в полости черного тела. Полезным иногда термином является и коэффициент яркости Я, который определяется как отно-щение потока излучения, отраженного от элемента поверхности в специфических условиях излучения и наблюдения, к потоку, отраженному идеальной, полностью отражающей, полностью диффузной поверхностью, излученному и наблюдаемому таким же образом. [c.323]

Предположим, что требуется найти излучательную способность изотермической полости, показанной на рис. 7.5. Величина, которую необходимо вычислить, представляет собой отношение спектральной яркости элемента стенки А5, визируемого в Р, к спектральной яркости черного тела при той же температуре. В свою очередь поток излучения, исходящий из в направлении апертуры а, состоит из двух частей потока, излученного самим элементом А5, и лучистого потока, отраженного тем же элементом А5. Первый зависит только от коэффициента излучения стенки и ее температуры и не зависит от присутствия остальной части полости. Отраженный поток, со своей стороны, зависит от коэффициента отражения поверхности элемента А5 и от лучистого потока, попадающего на А5 из остальной части полости. На значении отраженного потока сказывается влияние а, так как лучистый поток, который в замкнутой полости пришел бы от а в направлении А5, в рассматриваемом случае отсутствует. Именно этот эффект отсутствия падающего потока от а в потоке излучения, отраженного от А5, и необходимо вычислить. Следует также учесть, что отсутствует не только лучистый поток в направлении а- А5, но и лучистый поток от а в направлении остальной части стенок полости. Таким образом, лучистый поток, поступающий в А5 от всей оставщейся части полости, является несколько обедненным. Из всего этого должно быть ясно, что расчет излучательной способности такой полости никоим образом не является тривиальной операцией. Для строгого вычисления необходимо знать в деталях геометрию полости и системы наблюдения, угловые зависимости излучательной и отражательной характеристик материала стенки полости, а также распределение температуры вдоль стенок полости. Температурная неоднородность изменяет поток излучения полости в целом так же, как и наличие апертуры, но с некоторым дополнительным усложнением, которое состоит в том, что изменение потока [c.327]

Наиболее удачные методы вычисления излучательной способности полостей, близких к черному телу, основаны на предположении о диффузности излучения и отражения. Было найдено, что результаты расчета согласуются с экспериментом в пределах возможности измерений. Поправки, учитывающие полузеркальный характер отражения, могут быть сделаны в ходе выполнения расчета. [c.329]

Совершенно отличный метод компенсации при недостатке сведений об излучательной способности основан на поляризации теплового излучения, испущенного и отраженного под углами, далекими от нормального. Метод основан на предложении, сформулированном Тингвальдом [82] и позднее усовершенствованном Мюрреем [59] и Берри [10]. Принцип метода заключается в следующем. Излучение черного тела не поляризовано, поэтому, если оно отражается от горячей металлической поверхности на большие углы, суммарное (испущенное и отраженное) излучение будет поляризованным, если только температура отражающей поверхности не равна температуре черного тела. Это иллюстрируется рис. 7.41. [c.389]

Реальное тело отличается от абсолютно черного тем, что оно не только поглощает, но и отражает и пропускает лучистую энергию. При введении понятий излучательная способность и степень черноты мы опирались на интегральное излучение нечерного тела, т. е. [c.18]

Радиационный пирометр. Пирометр, определяющий радиационную температуру, называется радиационным пирометром. Схема радиационного пирометра показана на рис. 14.5. Оптическая система пирометра позволяет сфокусировать резкое изображение удаленного источника И на приемнике П так, чтобы изображение обязательно перекрыло всю пластинку приемника. При этом условии энергия излучения источника, падающая в единицу времени на приемник, не будет зависеть от расстояния между истоничком и приемником. Тогда температура нагрева пластинки приемника и термоэлектро-движущая сила в цепи батареи термопар, горячие спаи которых заложены в пластинке приемника, зависят только от интегральной излучательной способности Е Т) тела, температуру которого определяем. Шкала милливольтметра, включенного в цепь термопар, градуируется по излучению абсолютно черного тела в градусах. Следовательно, вышеописанный пирометр позволит определить радиационную температуру произвольного нечерного тела. [c.334]

Для нахождения интенсивности излучения пламени /пл при данной длине волны X используется закон Кирхгофа, согласно которому отношение излучательной способности нечерного тела к его поглощательной способности равно излучательной способности абсолютно черного тела при той же длине волны и температуре. Считая, что интенсивность излучения /дл выражает излучательную способность пламени, получаем [c.254]

Итак, отношение излучательной способности и поглоищтельной при тепловом равновесии от природы тела не зависит и равно энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. [c.233]

Большую роль в технике играет понятие о так называемых серых телах и сером излучении. Серым называется неселективный тепловой излучатель, способный излучать сплош1юй спектр, со спектральной излучатель-ностью Mx,th для волн всех длин и при всех температурах, составляющей неизменную долю от спектральной излучательности черного тела Л /,т. е. [c.389]

Однако подобный анализ справедлив лишь для черного тела, ибо только оно дает сплошной спектр излучения. Для реальных тел нужно учитывать, что излучательная способность зависит от длины волны. При данной температуре длина волны, соответствующая максимуму излучения (для абсолютно черного тела), может быть найдена из (6.18). Если реальное тело при этой темепратуре обладает чрезвычайно низкой излучательной способностью, оно будет разогреваться все сильнее и сильнее (условно предполагаем, что теплота никуда не отводится), пока его температура не возрастет настолько, что длины волн, соответствующие максимуму интенсивности излучения, сместятся в ту область спектра, где из-лучательная способность тела будет высокой. Существуют ли такие материалы [c.142]

В этом выражении все величины следует брать при одной и той же температуре. Единица в знаменателе последней дроби означает поглощательную способность абсолютно черного тела, а величина А—поглощательную способность реального тела по отношению к падающему потоку излучения абсолютно черного тела, имеющего температуру реального тела. Как следует из (4-6), закон Кирхгофа устанавливает прямую пропорциональность между излучательной и поглощательной способностями тела, взятых при одной и той же температуре. Так, черному телу, излучающему при данной температуре максимальное количество энергии, соответствует и максимальное значение Л =1,0. И, наоборот, слабо излучающие тела, имеющие малую излучательную способность Е, обладают и малыми, приближающимися к нулю значениями 4- Если в (4-6) подставит1з Е=С Т/ 00) ц 50 [c.50]

Расчет излучения молекулярных компонент продуктов сгорания. Рассмотрим неоднородный по температуре и давлению излучающий объем газа конечных размеров. Локальной радиационной характеристикой газа является спектральный коэффициент поглощения соответствующий волновому числу ио. Предположение о существовании локального термодинамического равновесия в газе позволяет связать излучательную способность и коэффициент поглощения соотношением = 4тг5 (Т)А с , где В (Т) — излучательная способность абсолютно черного тела при температуре Т. Учтя это, запишем выражение для полной поверхностной плотности излучения газа, падающего на площадку, выделенную на границе излучающего объема [c.223]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...