Спектральные величины равновесного излучения

Спектральные величины равновесного излучения [c.69]

Рассмотрим наиболее существенные работы, посвященные исследованию спектральных величин равновесного излучения. [c.69]

Функция (2-5) должна быть универсальной и справедливой для любой вакуумированной равновесной системы 1. В противном случае, если бы спектральная интенсивность излучения описывалась в каждой системе своей собственной зависимостью, то, соединив отверстием две равновесные системы, имеющие одинаковую температуру, можно было бы получить перенос энергии из одной полости в другую при (ИХ одинаковой температуре. Это противоречит второ му началу термодинамики, вследствие чего приходим к заключению о том, что величина спектральной интенсивности равновесного излучения в вакууме зависит только от частоты и температуры и описывается универсальной функцией (2-5), справедливой для любой вакуумированной термодинамически равновесной системы. [c.62]

Поскольку характер границы раздела обоих объемов не влияет на величины /д,, и 1 . , то для простоты будем считать границу раздела оптически гладкой, для которой справедливы законы правильного отражения и преломления. Рассмотрим выражение спектральной интенсивности равновесного излучения в среде для направления, составляющего угол х с нормалью к границе раздела (см. рис. 1-5). Ее значение будет складываться из отраженной от границы и преломленной составляющих и в соответствии с (1-63), (1-66) и (1-68) может быть представлено следующим образом [c.64]

В термометрии излучения в отличие от термометрии, основанной на применении термопары или термометра сопротивления, можно использовать уравнения в явном виде, которые связывают термодинамическую температуру с измеряемой величиной (в данном случае со спектральной яркостью). Это возможно потому, что тепловое излучение, существующее внутри замкнутой полости (излучение черного тела), зависит только от температуры стенок полости и совсем не зависит от ее формы или устройства при условии, что размеры полости намного больше, чем рассматриваемые длины волн. Излучение, выходящее из маленького отверстия в стенке полости, отличается от излучения черного тела лишь в меру того, насколько сильно отверстие нарушает состояние равновесия в полости. В тщательно продуманной конструкции это отличие может быть сделано пренебрежимо малым, так что равновесное излучение черного тела становится доступным для измерений. Таким образом, методы термометрии излучения позволяют в принципе измерить термодинамическую температуру с очень высокой точностью, что будет кратко рассмотрено в разд. 7.7. [c.309]

Формула Планка, дающая зависимость величины спектральной поверхностной плотности равновесного излучения в вакууме от частоты v и температуры Т [c.268]

Температура поверхности Солнца равна примерно Т =6000 К. Вблизи поверхности Солнца концентрация фотонов равновесного теплового излучения задается формулой (1.10) при Т—Т . Энергия. излучения, доходящего до границ атмосферы Земли, имеет то же распределение по частотам, что и вблизи поверхности Солнца, но соответственно меньшую концентрацию. При прохождении атмосферы в результате рассеяния и поглощения спектральный состав света изменяется. Затем происходит отражение и поглощение света поверхностью Земли и находящимися на ней предметами. В результате этого спектральный состав излучения, обусловленного солнечным освещением, весьма сложно зависит от условий его образования. Однако для оценки спектрального состава излучения с точностью до порядков величин можно пренебречь всеми этими изменениями и считать, что он у поверхности Земли примерно таков же, как у исходного солнечного излучения. Поэтому для средней концентрации <п > фотонов солнечного излучения вблизи поверхности Земли в соответствии с (1.10) можно написать [c.15]

Важная деталь, которую прояснили П. Т. Ландсберг и Ж. Тонге в своём обзоре и которая не была достаточно оценена предыдущими исследователями, — это разница между температурами потоков и яркостными температурами, первые из которых не являются абсолютными термодинамическими температурами (т. е. частной производной энергии по энтропии при постоянном объёме). В любом случае, правая часть полученного ими неравенства (1.50) представляет собой коэффициент полезного действия цикла Карно , вычисление которого требует определения энтропии, унесённой неравновесным излучением поля. П. Т. Ландсберг и Ж. Тонге утверждают, что эта энтропия описывается обычным равновесным выражением, а именно, интегралом от числа занятых фотонов по всем модам, входящим в спектральную ширину излучения, по области телесных углов и по направлениям поляризации излучения. Заметим, что плотность потока флуоресцентной энергии может быть записана как интеграл по тем же числам заполнения фотонов. Тогда, исходя из данных спектра флуоресценции, величина энтропии может быть соотнесена к величине энергии, так, что Тр в конечном счёте выражается только в терминах эмиссионной интенсивности. Этот анализ неявно предполагает, что Тр [c.41]

Когда излучение внутри оболочки станет равновесным, не убирая пылинку, начнем бесконечно медленно адиабатически расширять оболочку, доведя объем излучения до исходного значения Уг. После этого удалим пылинку. Энергия пылинки бесконечно мала, а потому ее наличие может сказаться на общей энергии излучения в полости также бесконечно мало. С другой стороны, давление изотропного излучения зависит только от интегральной плотности энергии излучения и, но не от его спектрального состава. Поэтому работа, которую совершит световое давление при расширении оболочки, будет с точностью до. бесконечно малой величины равна внешней работе, совершенной над излучением при его сжатии. Отсюда следует, что в результате сжатия и последующего расширения энергия, а с ней и температура излучения не изменятся. [c.688]

Формула (2.150) и дает интенсивность выходящего излучения. При ай 1 величина 1Ы) стремится к ц/а, так что толстый слой нагретого газа излучает наружу свет, спектральный состав и интенсивность которого соответствуют термодинамически равновесному состоянию. При ай 1, разлагая выражение для I в ряд, получаем 1Ы) = так что интенсивность выходящего наружу света пропорциональна излучательной способности. [c.92]

Изотропность равновесного излучения позволяет установить однозначную связь спектральной поверхностной плотности равновесного излучения а также спектральной объемной плотности энергии равновесного излучени со спектральной интенсивностью равновесного излучения Эти величины на основании (1-78), (1-82) и (2-4) получаются следующими [c.62]

Для того чтобы определить конкретные значения Ямакс при задании различных температур Т, необходимо знать величину Ь, называемую постоянной Вина. Однако ее численное значение не может быть определено на основании написанных выше уравнений, так как сам вид функции f( lXT) остался неизвестным. Поэтому нахождение Ь может быть осуществлено экспериментальным путем на основании опытных данных по распределению спектральной объемной плотности равновесного излучения по длинам волн, полученному для какой-либо температуры. Теоретические исследования Планка, предпринятые па принципиально новой основе, позволили в дальнейшем найти конкретный вид функции f(v/T) и произвести независимое определение Ь. В соответствии с современными данными ее значение равно [c.71]

При этом естественно, что для определения полной поверхностной плотности результирующего излучения рез отпадает необходимость В интегрировании. по всему спектру частот, как это делается в (4-37) и (4-54). В случае серой среды эти выражения используются ншосредственно для определения рез, однако вместо спектральных величин J, п j- подставляются соответственно полные величины поверхностных плотностей равновесного излучения = [c.136]

ШУМОВАЯ TEMIIEKttYBi (жвивалентная)—эфф. величина, служащая относительной мерой спектральной плотности мощности эл.-магн. излучения источников шумов. Вводится по аналогии с равновесным излучением тепловым шумом) согласованного сопротивления, спектральная плотность мощности для к-рого определяется ф-лой Найквиста S=kT (k—постоянная Больцмана, Т—абс. темп-ра сопротивления). Т. о., под Ш. т. источника шума следует понимать такую темп-ру согласованного сопротивления, при к-рой спектральная плотность мощности теплового шума этого сопротивления будет равна спектральной плотности мощности шумов данного источника. Относительной Ш. т. (или шумовым числом) наз. отношение Гц. к комнатной темп-ре Го = 290 К. [c.480]

ШУМОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА (эквивалентная) — эффективная величина, служащая относит, мерой спектральной плотности мощности электромагнитного и члучеиия источников шумов. Вводится по аналогии с равновесным излучением (тепловым шумом) с0г. 1ас0ванн0]0 сопротивления, спектральная плотпость мощности для к-рого определяется ф-лой П а й к в и с т а S = кТ к — постоянная Больцмана, Т — абс. темн-ра сопротивления). Т. о., под Ш. т. источника шума Г,,, следует понимать такую темп-ру согласованного сопротивления, при к-рой спектральная нлотность мощности теплового шума этого сопротивлепия будет равна спектральной плотности мощности шумов данного источника. Относит. 11 . т., илп шумовым числом, наз. отношение к комнатной темп-ро Т = 290° К. [c.428]

Интенсивность собственного излучения можно выразить через интенсивность абсолютно черного тела и коэффициент поглощения величиной la idl. Тогда изменение интенсивности излучения за счет поглощения и излучения среды выразится разностью между поглощенной энергией и энергией излучения в слое толщиной dl (для равновесной системы), что приводит к дифференциальному уравнению (18-9). В нем, как и ранее, Ii—-спектральная интенсивность излучения в направлении / /о—спектральная интенсивность излучения абсолютно черного тела при температуре среды. Индекс Ь> здесь опущен ради упрощения записи. Зависимости (18-9) можно придать другой вид, учитывая, что согласно закону Кирхгофа (16-53) для поглощающей среды lQ=Tif4Tta [c.422]

Поскольку поле равновесного излзгчения изотропно, поток излучения в любой точке тела равен нулю. Это значит, что если мысленно провести в теле плоскую поверхность, то односторонние потоки излучения через поверхность справа налево и слева направо будут в точности равны друг другу по абсолютной величине и противоположны по направлению. Саму величину одностороннего потока, т. е. количество лзгчистой энергии, протекающей, скажем, слева направо в 1 сек через единичную площадку,, получим, подставляя в формулу (2.2) выражение (2.11) для равновесной интенсивности и интегрируя не по всему телесному углу, а только по полусфере. Односторонний спектральный поток равен [c.104]

Так как система равновесна, то это изотропнб разлетавшееся из мысленно выделенного единичного объема излучение все время пополняется поступающим со всех сторон, как это схематически изображено иа рис.-32 (при термодинамиче- ском рассмотрении мы естественно, пренебрегаем флу]пуациями рассматриваемых величин, в данной случае — ф ктуациями спектральной плотности числа фотонов п ) [c.79]

ТЕМПЕРАТУРА (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние), физич. величина, характеризующая состояние термодинамич. равновесия макроскопич. системы. Т. одинакова для всех частей изолированной системы, находящейся в равновесии термодинамическом. Если изолированная система не находится в равновесии, то с течением времени переход энергии (теплопередача) от более нагретых частей системы к менее нагретым приводит к выравниванию Т. во всей системе (первый постулат, или нулевое начало термодинамики). В равновесных условиях Т. пропорциональна ср. кинетич. энергии ч-ц тела (см. Статистическая физика). Т. определяет распределение образующих систему ч-ц по уровням энергии (см. Больцмана статистика) и распределение ч-ц по скоростям (см. Максвелла распределение) , степень ионизации в-ва (см. Саха формула), спектральную плотность излучения (см. Планка закон излучения) полную объёмную плотность излучения (см. Стефана — Больцмана закон излуче- [c.741]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...