Излучение полупрозрачных сред

ИЗЛУЧЕНИЕ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ СРЕД 9-1. Особенности излучения газов [c.210]

Отражение и пропускание излучения полупрозрачными средами зависит от характеристик поглощения и рассеяния внутренних слоев материала. Следовательно, радиационные свой- [c.472]

Излучение полупрозрачных сред [c.194]

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ ИЗЛУЧЕНИЕ ПОЛУПРОЗРАЧНЫХ СРЕД [c.194]

Излучение полупрозрачных сред [Гл. 9 [c.198]

В отличие от твердых непрозрачных те.т, излучающих энергию тонким поверхностным слоем, полупрозрачные среды излучают и поглощают энергию всем объемом. Поглощательная способность газа определяется его природой, температурой, плотностью и спектральными характеристиками падающего излучения. Степень черноты е, газа зависит от тех же факторов, за исключением характеристик падающего излучения. В отличие от А , степень черноты можно отнести к категории физических свойств тела. В общем случае е, А,-. Газы, не содержащие твердых или жидких частиц, не обладают способностью рассеивать и отражать излучение. [c.131]

Наряду с такими веществами существуют полупрозрачные среды, обладающие конечным пропусканием лучистой энергии (полупроводники, керамика, стекло, газы, пары и др.). При прохождении лучистой энергии через такую среду энергия в общем случае поглощается и рассеивается. Кроме того, среда может иметь собственное излучение. Вследствие этого интенсивность излучения вдоль какого-либо направления (/) будет изменяться. Уравнение, определяющее изменение интенсивности луча за счет поглощения, излучения и рассеивания среды, называется уравнением переноса лучистой энергии. [c.420]

Рассмотрим нестационарную задачу о совместном переносе тепла теплопроводностью и излучением в направлении оси у в плоском слое полупрозрачной среды. Предполагается, что слой расположен перпендикулярно оси у. На фиг. 12.1 представлена геометрия задачи и система координат. Пусть L — толщина слоя, а /I (г/, О —объемная мощность внутренних источников энергии. Уравнение (12.1) упрощается и принимает вид [c.490]

В самом общем случае полупрозрачная среда может поглощать поток излучения и испускать собственное излучение. В таких средах интенсивность излучения связывают с уровнем локального результирующего радиационного потока в объеме среды такой интегральный и монохроматический поток будем обозначать соответственно символами /, 1. [c.78]

Теплопроводность полупрозрачных сред. Предполагается, что полупрозрачная среда является поглощающей, рассеивающей и испускающей и перенос энергии осуществляется совместно с кон-дукцией (молекулярный перенос) и излучением. Решение задачи обычно проводят в сером приближении, т. е. полагают, что Ря, = Р, 0 = 0, Ук = У, и, кроме того, допускают, что коэффициенты р, а, у. Пир не зависят от температуры. [c.61]

Процесс передачи тепла в полупрозрачной среде весьма сложен. Поток тепла складывается из радиационного теплового потока в полупрозрачной среде и потока, обусловленного ее молекулярной теплопроводностью. Излучение и поглощение в элементарном объеме зависят от коэффициента поглощения и показателя преломления. [c.55]

Второе отличие излучения газов от излучения твердых тел заключается в том, что у первых оно имеет объемный, тогда как у вторых оно имеет поверхностный характер. Смысл такого противопоставления выясняется из рассмотрения процесса прохождения энергии сквозь полупрозрачную среду. На рис. 9-1 показан в разрезе плоский слой такой среды. Направим ось X по внутренней нормали к поверхности слоя и будем считать задачу одномерной. [c.195]

Тепловое излучение таких сред зависит от их массы или объема. Поэтому количественные характеристики излучения для полупрозрачных сред относят обычно к единице их объема или массы. [c.284]

Излучение, возникающее при переходах с верхних уровней на нижние, является спонтанным. В среде с инверсной населенностью это спонтанное излучение индуцирует дополнительные переходы. Для того чтобы создать квантовый генератор, в среде с инверсной населенностью необходимо обеспечить условия автоколебательного режима. Такой режим достигается за счет помещения активной среды, т. е. вещества, в котором создается инверсная населенность, -В резонатор, выполняющий роль положительной обратной связи. Резонатор обеспечивает также пространственную и временную когерентность излучения. Простейший резонатор представляет собой два плоскопараллельных зеркала, одно из которых является полупрозрачным. В рубиновом лазере резонатором служат отполированные торцы рубинового стержня, покрытые тонким слоем металла, в полупроводниковом инжекционном лазере на арсениде галлия— это тщательно полированные боковые грани, перпендикулярные плоскости р-и-перехода. [c.318]

Среди молекулярных лазеров значительное место занимают газодинамические лазеры. Для генерации излучения в газодинамическом лазере предварительно нагретый газ очень быстро охлаждают путем приведения его в движение вплоть до сверхзвуковых скоростей. Принципиальная схема газодинамического лазера приведена на рис. 35.18. Вначале рабочий газ в нагревателе 1 нагревают до высокой температуры, затем он поступает в сопло 2, где ускоряется и охлаждается. При этом из-за различных скоростей дезактивации молекул с разным запасом энергии в газе может образоваться инверсия заселенностей уровней энергии, когда концентрация более возбужденных молекул превышает концентрацию менее возбужденных. Далее этот газ попадает в резонатор 3, состоящий из двух зеркал, параллельных потоку. В резонаторе часть энергии, связанная с инверсией заселенностей уровней, превращается в направленное когерентное излучение, которое выходит через] полупрозрачное зеркало 4, образуя лазерный луч 5. [c.292]

Среда, которая испускает, поглощает и рассеивает лучистую энергию, называется полупрозрачной. В обычных условиях такой способностью обладают трех- и многоатомные газы. Одно-и двухатомные газы практически являются прозрачными для теплового излучения. [c.324]

Как было указано, сухой и чистый воздух практически прозрачен для теплового излучения. Трехатомные и многоатомные газы этим свойством не обладают и поэтому их присутствие делает газовую среду полупрозрачной Находясь при высокой температуре, такая среда может излучать значительное количество энергии, что и наблюдается, например, в топках паровых котлов. При этом учету подлежит наличие в продуктах сгорания топлива углекислоты и водяного пара, содержание же SOj бывает обычно настолько незначительным, что эту компоненту дымовых газов можно в отношении излучения отождествлять с СО-2. Что касается примеси многоатомных газов, то она вовсе не принимается во внимание. [c.210]

Таким образом, в том случае, если коэффициент усиления активной среды Ко превышает пороговый коэффициент усиления резонатора /С , в лазере возникает стационарная генерация и он начинает излучать электромагнитные колебания. Интенсивность излучения на выходе лазера определяется плотностью фотонов в резонаторе, движущихся в сторону полупрозрачного зеркала, и прозрачностью выходного зеркала и составляет [c.39]

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]

Вопрос об излучении полупрозрачных сред при неравномер ном температурном поле рассмотрен А. В. Кавадеровым (149), который путем численного интегрирования провел многочислен ные расчеты, подтверждающие те общие представления, которые были даны в начале данного раздела. [c.227]

Рис. 7.44. Излучение, испущенное нормально к слою полупрозрачного материала толщиной й, лежащему на непрозрачном основании. 1 — полупрозрачная среда с коэффициентом преломления п и температурой Т 2 — твердое вещество с коэффициентом излучения е.ь = 1—рь при тем- чптрпмииргким пературе Т 3 — полость черного тела при является изотермическим

Для оценки направленного излучения неограниченного плоского слоя полупрозрачной среды в стороны низкой и высокой температур при различном характере распределения температур в слое А. В. Кавалеров использует величину 6 — коэффиццент эффективности направленного излучения. Если Q —рассмап-15- [c.227]

Произведенные А. В. Кавадеровым [149] расчеты излучения плоского слоя с неравномерной температурой (линейное распределение) при условии наличия адиабатной поверхности показали, что при наличии такой поверхности уменьшается различие между излучением неограниченного слоя газов в стороны высоких и низ ких температур, причем существенное влияние оказывают оптические свойства среды и поверхности, температура которой определяется излучением того же слоя полупрозрачной среды. [c.234]

При расчете температурных полей в растущих оптических монокристаллах существенным является вопрос о проводимости в прозрачных и полупрозрачных средах. Известно, что в общем случае тепловой поток, обусловленный передачей тепла излучением, может быть представлен интегральным соотношением, т. е. закон Фурье не является справедливым, и для расчета температурных полей в прозрачных средах не могут быть применены обычные уравнения теплопроводности. В этом случае имеет смысл говорить только об эффективном значении теплопроводности, которая не является константой вещества, а зависит от размеров системы и свойств границ системы. Только в частном случае, когда аЬ , где а — коэффициент поглощения среды L — размер системы, возможно градиентное представление для теплового потока, обусловленного теплопередЗ чей излучением, т. е. [c.270]

Полупрозрачными называют материалы, обладающие конечным пропусканием и поглощением радиации. Перенос энергии в них осуществляется двул1я путями — теплопроводностью и излучением. Феноменологическое описание явления сводится к уравнению сложного лучисто-кондуктив-пого теплообмена (ЛКТ). Изучение свойств материалов указанного класса об.ладает существенными особенностями, причиной которых является невозможность использования классических методов исследования, базирующихся на уравнении Фурье. Развивающаяся теория ЛКТ одновременно с разработкой методов расчета температурных полей в полупрозрачных средах рассматривает способы исключения лучистой составляющей тенлопереноса и выделения истинных значений теплофизических свойств этих веществ. Некоторые аспекты этой большой проблемы рассмотрены в настоящей работе. [c.97]

Задачи лучисто-конвективного переноса теплоты в полупрозрачных средах рассматриваются в [166, 167]. В последнее время появились исследования, специально посвященные вопросам влияния излучения на перенос теплоты в жидкостях [168—171]. Оценка эффекта излучения на перенос теплоты через слой толуола, воды и водяного пара, проведенная расчетным путем В. Лейденфростом [168], показала, что поправка на излучение при комнатной температуре для толуола составляет 1%, а при температуре кипения—около 2%>, ДЛЯ воды — менее 0,1%. [c.158]

При наличии инверсной населенности уровней энергии 2 и i активной среды ( 2> i), т. е. при выполнении условия N2lg2>N)gi (Ni, Nu 2, g — населенности н кратности вырождения уровней 2, i) вынужденное излучение превалирует над поглощением и свет с резонансной частотой ш = 2— i/h усиливается при прохождении через среду. Усиленный таким образом свет люминесценции активной среды называют излучением сверхлюминесценции. Для возникновения генерации вводят положительную обратную связь, располагая активную среду в оптическом резонаторе, который в простейшем случае представляет собой два параллельных зеркала. Одно из зеркал резонатора делается полупрозрачным для частичного вывода излучения. Пространственное распределение поля генерируемого излучения соответствует собственным колебаниям резонатора, называемым модами. Различают продольные и поперечные моды, относящиеся к распределению поля вдоль оси резонатора и в плоскости, перпендикулярной оси. Искусственное снижение добротности резонатора позволяет достичь значительного коэффициента усиления активной среды без возникновения генерации. Последующее быстрое включение добротности приводит к генерации мощных световых импульсов малой длительности (гигантских импульсов). [c.895]

Для определения радиационных характеристик (а, г, t) полупрозрачной, рассеивающей и поглощающей среды удобно воспользоваться известным приближением Шустера и Шварцшильда [Л. 66 и 67], согласно которому поле излучения в плоском слое разделяется на два противоположно направленных полусферических лучистых потока и [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...