Излучательность, спектральная

Проблема детектора теплового излучения неотделима от вопроса об излучательных свойствах источника излучения. Спектральные характеристики излучения черного тела, как будет показано, описываются законом Планка. Проинтегрированный по всем длинам волн закон Планка приводит к закону Стефана — Больцмана, который описывает температурную зависимость полного излучения, испущенного черным телом. Если бы не было необходимости учитывать излучательные свойства материалов, оптический термометр был бы очень простым. К сожалению, реальные материалы не ведут себя как черное тело, и в законы Планка и Стефана — Больцмана приходится вводить поправочные факторы, называемые коэффициентами излучения. Коэффициент излучения зависит от температуры и от длины волны и является функцией электронной структуры материала, а также макроскопической формы его поверхности. [c.311]

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]

Излучательная способность металлов. Качественное изменение спектральной излучательной способности поверхностей изучили достаточно хорошо. Для металлов она уменьшается с увеличением длины волны. Что касается теоретического вычисления функции е(>., Т) для реальных тел, то удовлетворительные результаты, подтверждаемые экспериментом, дает соотношение Друде, полученное с помощью классической теории Максвелла для ИК-области спектра [c.28]

Поскольку излучательная способность зависит кроме температуры также и от частоты, то ее называют спектральной плотностью поверхностного излучения. [c.323]

Методы измерения высоких температур на основе законов теплового излучения (зависимость спектральной и интегральной излучательной способностей от температуры тел) называются оптической пирометрией. Приборы, используемые для этой цели, называются пирометрами излучения. [c.333]

Определить поверхностную плотность интегрального излучения (излучательную способность) стенки летательного аппарата с коэффициентом излучения с = 4,53 Вт/(м -град К ), если температура излучающей поверхности стенки 1с = 1027 °С. Найти также степень черноты стенки и длину волны, отвечающей максимуму спектральной плотности потока излучения, [c.66]

Рис. 4.3.3. Излучательные свойства молибдена в зависимости от температуры а — интегральная полусферическая степень черноты, б — интегральная нормальная степень черноты, в — спектральная для Х=0,65 мкм степень черноты (О — опыты в вакууме, — опыты в аргоне, А — первоначальный нагрев)

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]

Для спектрального излучения закон Кирхгофа формулируется следующим образом отношение излучательной способности при определенной длине волны к поглощательной способности при той же длине волны для [c.409]

Высокая вероятность индуцированных излучательных переходов по отношению к общему числу переходов, что отвечает малой ширине спектральной линии излучения. При этом получается большой квантовый выход — отношение числа излученных на частоте рабочего перехода фотонов к числу поглощенных фотонов источника накачки. [c.218]

Степень черноты е характеризует полное или интегральное излучение тела, охватывающее все длины волн. Более детальной характеристикой излучательной способности тела является спектральная степень черноты [c.155]

На рис. 6.20 изображено многослойное селективное покрытие и представлена вычисленная для него функция спектрального распределения поглощения заметим, что ось абсцисс отградуирована по логарифмической шкале. Ожидается, что у показанного здесь многослойного покрытия отношение поглощательной способности в видимой части спектра к излучательной способности в инфракрасной области превысит 10 1. [c.143]

Реальные вещества не являются абсолютно черными телами, а при каждой длине волны излучают лишь часть h, равную e h Коэффициент ех называется спектральной излучательной способностью или, проще, 18 спектральной степенью черноты. [c.18]

А , t, s, v) — спектральная направленная излучательная способность граничной поверхности в точке N для направления s [c.97]

Спектральная плотность энергетической светимости (спектральная плотность излучательности). Спектральная плотность энергетической светимости есть величина, равная отношению энергетической светимости dR , соответствующей узкому участку спектра, к ширине этого участка dK или dv, т. е. [c.114]

Важное значение при этом приобретает взаимодействие между кон- вективным и радиационным тепловым потоками. Это взаимодействие становится существенным при появлении, в результате разрушения теплозащитного покрытия, таких газов, как 310, ЗЮз, 312С, ЗЮа, HGN, НдО, СОа- Здесь в первую очередь стоит проблема изучения излучательных спектральных свойств инородных коишонент. Достаточно надежные данные по этому вопросу имеются для диссоциированного воздуха в работе Л. М. Бибермана и др. (1964). В связи с взаимодействием конвективного и радиационного потоков становится важным оптимальный выбор формы гиперзвукового аппарата. [c.558]

Излучательность (энергетическая светимость) Излучательность, спектральная, абсолютно черного тела [c.218]

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]

В прецизионных измерениях спектральной яркости необходимо обеспечивать определенное положение и размер наблюдаемой площадки на ленте. Это вызвано тем, что избежать градиентов температуры и упоминавшихся выше вариаций излучательной способности от зерна к зерну невозможно. И хотя подробности распределения температуры вдоль ленты зависят от ее размера, теплопроводности, электропроводности и полной излучательной способности, результирующее распределение вблизи центра не должно сильно отличаться от параболического. Такие отличия, как это наблюдалось, возникают из-за вариаций толщины ленты и существенны для ламп с широкой и соответственно тонкой лентой. В газонаполненной лампе с вертикально расположенной лентой максимум смещается вверх от центра вследствие конвекции. В вакуумной лампе к заметной асимметрии распределения относительно центра приводит эффект Томсона. Наиболее высокая температура в вакуумной лампе всегда близка к отметке на краю ленты. На рис. 7.23 показаны градиенты температуры, измеренные при двух температурах на ленте лампы, конструкция которой приведена на рис. 7.19. Температурные градиенты на лентах газонаполненных ламп несколько больше, чем градиенты, показанные на рис. 7.23, и имеют асимметричный вид из-за конвекционных потоков. Конвекционные потоки существенно зависят от формы стеклянной оболочки и ее ориентации по отношению к вертикали. При некоторых ориентациях яркостная температура начинает испытывать весьма значительные циклические вариации с периодом порядка 10 с и амплитудой в несколько градусов. Перед градуи- [c.359]

В работах [52, 33] предложен новый метод измерения отношения излучательных способностей in situ. Здесь для измерения отношения поглощательных способностей материалов при двух длинах волн, используемых в пирометре отношения, применен лазер. Это делается с использованием спектрального пирометра, работающего на третьей длине волны, для измерения возрастания температуры образца при освещении лазером поочередно [c.387]

В последние годы возник большой интерес к методам измерения, в которых используется избыточная информация, содержащаяся в спектре излучения нагретых тел. Принцип новых методов основан на утверждении, что если излучательная способность материала пропорциональна длине волны в степени п, то температура может быть получена из относительных измерений спектральной яркости при п + 2 длинах волн. Для п = 0 мы имеем случай двухцветного пирометра или пирометра отношения, в котором излучате,тьная способность не зависит от длины волны. Если п= и излучательная способность с длиной волны меняется линейно, требуется три длины волны. Проблема с двухцветным пирометром, как было показано, состоит в том, что для равенства излучательной способности при двух длинах волн на практике длины волн должны быть расположены рядом. С другой стороны, легко показать, что чувствительность при увеличении расстояния между длинами волн увеличивается. Подобный анализ для трехцветного пирометра показывает, что даже небольшие отличия от предполагаемого линейного соотношения между излучательной способностью и длиной волны могут приводить к большим погрешностям. Свет [81], однако, отметил, что при использовании современных компьютеров метод определения истинной температуры из измерений при т длинах волн на основе предположения, что излучательная способность является функцией п-й степени от длины волны и т>п, имеет ряд преимуществ. Они состоят в том, что избыточная информация, содержащаяся в [т—(п = 2)] измерениях, должна компенсировать недостаток точности в измерениях относительной яркости при т длинах волн. Трудности достижения высокой точности были показаны в работе Коатса [26], где был сделан вывод, что ни один из этих методов, по-видпмому, не приводит к большей точности опреде.ле-ния Т, чем точность, достигаемая пирометром на одной длине волны с использованием известной величины излучательной способности. [c.392]

Спектральная степень черноты дает более детальную характеристику излучательной способности нечерного тела, связывая ее с определенной длиной волны, ли [c.18]

Излучательная способность неметал-л о в. Диэлектрики имеют общую тенденцию к росту спектральной степени черноты с увеличением длины волны. Однако из-за наличия локальных полос лучеиспускания в инфракрасной области спектра изменение е( , Т) по длине волны может быть не монотонным, [c.30]

Спектральная излучательная способность соответствует указанным температурам. Линейная интерполяция между точками доо таточно точная. [c.192]

Спектральная плотность энергетической светимости (спектральная плотность излучательности)— велтпна, равная отношению энергетической светимости dR , соответствующей узкому участку спектра, к ширине этого участка d i [c.277]

В теории теплового излучения играет важную роль величина М , называемая спектральной и з л у ч а т е л ьн о с т ь ю и представляющая собой отношение излучательности в интервале длин волн от X до к рассматриваемой ширине этого интервала dX [c.385]

М. Планк теоретически на основе электромагнитной теории установил закон (носящий название закона Планка), выражающий зависимость спектральной излучательности черного тела от длины волны и температуры [c.387]

Из закона Планка следует, что спектральная излучательность может равняться нулю [М (к, Т) == 0] при термодинамической температуре, равной нулю (7 ==0), либо при длине волны 1 = 0 и Х = са (при Т ФО). [c.387]

Па рис. 32.2 показан график распределения спектральной излу-чательности черного тела по длине волны при различных температурах, т. е. дан график функции f [к) при различных Т (32.14). Как усматривается из расположения изотерм, каждая из них имеет максимум, причем чем больше термод 1намическая темпс )атура, тем больше и значение М), отвечающее максимуму, а сама точка максимума перемещается в область более коротких волн. Перемещение максимальной спектральной излучательности Af>.max в область более [c.388]

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]

На рис. 32.3 схематически показаны кривые распределения по длинам волн спектральной излучательности черного тела и [c.389]

Большинство твердых и жидких тел имеет сплошной (непрерывный) спектр излучения, т. е. излучают энергию всех длин волн от О до оо. К твердым телам, имеющим непрерывный спектр излучения, относятся непроводники и полупроводники электричества, металлы С окисленной шероховатой поверхностью. Металлы с полированной поверхностью, газы и пары характеризуются селективным (прерывистым) спектром излучения. Интенсивность излучения зависит от природы тела, его температуры, длины волны, состояния поверхности, а для газов — еще от толщины слоя и давления. Твердые и жидкие тела имеют значительные поглощательную и излучательную способности. Вследствие этсго в процессах лучистого теплообмена участвуют лишь тонкие поверхностные слои для непроводников тепла они составляют около 1 мм для проводников тепла — 1 мкм. Поэтому в этих случаях тепловое излучение приближенно мо) но рассматривать как поверхностное явление. Полупрозрачные тела (плавленый кварц, стекло, оптическая керамика и др., газы и пары) характеризуются объемным характером излучения, в котором участвуют все частицы объема вещества. Излучение всех тел зависит от температуры. С увеличением температуры тела его энергия излучения увеличивается, так как увеличивается внутренняя энергия тела. При этом изменяется не только абсолютная величина этой энергии, но и спектральный состав. При увеличении температуры повышается интенсивность коротковолнового излучения и уменьшается интенсивность длинноволнового излучения. В процессах излучения зависимость от температуры значительно большая, чем в процессах теплопроводности и конвекции. Вследствие этого при высоких температурах основным видом переноса может быть тепловое излучение. [c.362]

Вероятность межзоиной рекомбинации и излучательных переходов зона — примесь растет с увеличением (до определенного предела) степени легирования полупроводника, что также используется при изготовлении светодиодов. Рис. 12.12. Схема оптронной Спектральный состав рекомбинацион- ного излучения определяется распреде- [c.332]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...