Природа теплового излучения

Источники тепловой энергии в природе тепловое излучение Солнца, разность температур на поверхности и в глубине морей и Земли (до 10—20°). Искусственно тепло можно накопить с помощью расплавленных металлов, перегретых жидкостей. Можно накопить и отрицательное тепло — с помощью сильно охлажденных жидких воздуха, водорода, кислорода. [c.140]

Природа теплового излучения [c.455]

ВОЛНОВАЯ ПРИРОДА ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ [c.9]

Природа теплового излучения совершенно отлична от природы конвекции и теплопроводности, где тепло передается при непосредственном контакте твердых тел или жидких (газообразных) сред. Теплообмен излучением не связан с непосредственным соприкосновением сред, участвующих в теплообмене, и может осуществляться в вакууме. [c.79]

Природа теплового излучения. Основные понятия [c.129]

Природа теплового излучения. В отличие от конвективного теплообмена, для которого тепловой поток в каждой точке среды определяется локальным значением фадиента температуры в этой точке, лучистый поток определяется излучением внешних источников (по отношению к среде). При этом среда может не принимать участия в переносе теплоты. Носителем теплового излучения являются электромагнитные волны, энергия которых зависит от температуры тела, его атомной и молекулярной структуры, а также от состояния поверхности тела. Свойствами теплового излучения обладает электромагнитное излучение только в диапа зоне длин волн, =0,4... 800 мкм. [c.284]

Лучистая энергия возникает за счет энергии других видов в результате сложных молекулярных и внутриатомных процессов. Природа всех лучей одинакова. Они представляют собой распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны. Источником теплового излучения является внутренняя энергия нагретого тела. Количество лучистой энергии в основном зависит от физических свойств и температуры излучающего тела. Электромагнитные волны различаются между собой или длиной волны, или числом колебаний в секунду. Если обозначить длину волны через X, а число колебаний через N, то для лучей всех видов скорость w в абсолютном вакууме буд т равна w к-N = 300 000 км сек. [c.458]

Покажем на примере следующих, различающихся по своей физической природе явлений деформации упругого твердого тела, процесса в гальваническом элементе, теплового излучения, как осуществляется термодинамический анализ. [c.160]

Природа и закономерности радиационного переноса имеют волновой характер, такой же, как имеют любые другие электромагнитные волны (радио свет, рентгеновские лучи). Все они отличаются лишь длиной волны. Тепловые излучения — это электромагнитные волны длиной 0,76—4000 мкм, в то время как видимые человеческим глазом световые лучи имеют длину волны 0,35— 0,75 мкм. [c.75]

Различают три способа распространения теплоты в природе — теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение (радиацию) и два вида теплообмена между телами — конвективный и лучистый. [c.270]

Поскольку свет и тепловое излучение имеют одинаковую природу, между ними много общего. Часть энергии излучения Е ад, падающей на тело (рис. 11.1), поглощается (Еа), часть отражается ( д) и часть проникает сквозь него (Ев). Таким образом. [c.104]

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]

Природа тепловых и световых лучей одна и та же. Разница между ними лишь в длине волны световые лучи имеют длину волны 0,4—0,8, а тепловые—0,8—800 мкм. Законы же распространения, отражения и преломления, установленные для световых лучей, справедливы и для тепловых. Поэтому, чтобы лучше себе представить какие-либо сложные явления теплового излучения, всегда закономерно проводить аналогию со световым излучением, которое нам больше известно и доступно непосредственному наблюдению. [c.150]

Природа тепловых и световых излучений одна и та же. Разница между ними лишь в длине волны световые лучи имеют длину волны [c.161]

Но есть еще один аспект экологической проблемы. Горение —это соединение элементов топлива с кислородом. Воздушный лайнер в трансатлантическом полете расходует 50—100 т кислорода, превращая углерод топлива в нетоксичный углекислый газ. Два гигантских регенератора — растительный мир и океан — во всю свою мощь стараются справиться с этим незапланированным природой притоком углекислоты, однако и им уже становится не под силу. В последнее время в атмосфере заметно увеличивается содержание углекислого газа — от 0,03 до 0,032 %. Для людей и животных это не страшно, но... забеспокоились климатологи. Пропуская солнечный свет, воздух становится менее прозрачным для инфракрасных лучей — теплового излучения Земли, в результате возникает печально известный парниковый эффект , способный испортить климат планеты, сделав его жарким и влажным. [c.17]

С этой целью в первой части настоящей книги изложены физические основы теплового излучения. Рассмотрены природа электромагнитной энергии, процессы испускания и взаимодействия излучения и вещества. Дано понятие ноля излучения и основных характеризующих его величин, необходимых при рассмотрении процессов радиационного теплообмена. Затем изложены законы термодинамически равновесного излучения, позволяющие связать процессы теплового излучения с температурой и радиационными параметрами вещества. [c.9]

Все тела в природе обладают определенным запасом теплоты. Тепловое движение частиц тела, сопровождаемое их взаимодействием между собой, возбуждает движение электрических зарядов, входящих в состав атомов вещества, а это, в свою очередь, приводит к излучению электромагнитной энергии рассматриваемым телом. Таким образом, все тела в той или иной степени излучают электромагнитную энергию и в то же время поглощают падающую на них энергию излучения, испускаемую другими телами, превращая ее в теплоту. В результате теплового излучения и поглощения электромагнитной энергии возникает процесс обмена энергией между телами, который называется теплообменом излучением или радиационным теплообменом. [c.21]

Носителем теплового излучения является поток частиц энергии, называемых квантами энергии или фотонами. Поток фотонов имеет наряду с корпускулярной природой свойства электромагнитных волн, поэтому излучение можно характеризовать волновыми понятиями и, в первую очередь, частотой колебаний v или длиной волны /, которые взаимно связаны формулой / —с v, где с - скорость распространения электромагнитных возмущений (скорость света). [c.188]

Из изложенного выше следует, что коэффициент излучения зависит от природы, теплового состояния тела, а также от состояния его поверхности. Зависимость коэффициента излучения не только от физических свойств и температуры тела, а еще и от состояния его поверхности не позволяет отнести его к ч исто теплофизическим параметрам. Для опытного исследования коэффициента излучения пока еще не существует достаточно разработанных и установившихся экспериментальных методик. Применительно к твердым телам получили распространение следующие методы радиационный, калориметрический и метод регулярного режима. К недостаткам радиационного метода относится неизбежная неточность наводки приемника излучения и некоторое рассеивание лучистой энергии, падающей на спай дифференциальной термопары. Кроме того, форма образца, применяемая в этом случае, является преимущественно плоской. В калориметрическом методе также нельзя применять исследуемые образцы произвольной формы. Их форма должна допускать возможность закладки в них электрических нагревателей. При этом необходимо, чтобы утечки тепла, обусловленные концевыми потерями в образцах, были пренебрежимо малыми. К общим недостаткам обоих методов относится необходимость измерения лучистых тепловых потоков и температуры поверхности исследуемых тел. В методе регулярного режима отпадает необходимость в измерении как лучи стых тепловых потоков, так и температуры поверхности Опыт сводится лишь к определению темпа охлаждения Метод регулярного теплового режима применялся ав тором в относительном и абсолютном вариантах. В обо их случаях образцы исследуемого материала могут иметь произвольную геометрическую форму и малые размеры, [c.285]

Интенсивность теплового излучения реальных тел при определенной температуре зависит от физической природы тела и коэффициента излучения (степени черноты), значение которого определяет- [c.338]

Переносы тепла кондукцией и конвекцией характеризуются вектором, который вполне определяется в каждой точке среды локальным градиентом температуры. В противоположность этому лучистый поток в произвольном, относительно малом, объеме прозрачной среды не зависит от температуры этого объема, а определяется излучением внешних источников. Поэтому вектор, характеризующий перенос тепла излучением, определяется интегрально. Тепловое излучение, являющееся по своей природе процессом распространения электромагнитных волн, характеризуется спектром частот, который соответствует энергетическому уровню структурных частиц вещества, находящегося при рассматриваемой температуре. Интегральное тепловое излучение тел, находящихся при одинаковых температурах, определяется их атомной и молекулярной структурой, а также формой и состоянием поверхности тел, т. е. физическими свойствами среды. [c.455]

Если в среде имеются неоднородности в виде чрезвычайно малых частиц, то пучок излучения, проходя через эту среду, будет рассеиваться во всех направлениях. Например, частицы пыли, или капельки воды в атмосфере рассеивают свет, проходящий через такую среду. Очень мелкие пузырьки в полупрозрачной пластмассе рассеивают проходящее тепловое излучение. Даже мельчайшие элементы окружающей среды вследствие своей атомной структуры могут вызывать рассеяние излучения. Мы видим голубое небо из-за рассеяния солнечных лучей молекулами воздуха и радугу из-за рассеяния водяными каплями. В природе не существует абсолютно однородных сред, исключая абсолютный вакуум. Однако среда может считаться оптически [c.36]

Ниже будет исследована зависимость теплового излучения от температуры и природы тела-передатчика, а также распределение энергии по различным длинам волн. [c.84]

Сажа и платиновая чернь в видимой области имеют поглощательную способность близкую к единице. Но в далекой инфракрасной области и для них заметно меньше единицы. Абсолютно черных тел, как и других идеализированных объектов, в природе не существует. Но можно создать устройство, по своим свойствам сколь угодно близкое к абсолютно черному телу. Это уже рассмотренная выше замкнутая полость, в стенке которой имеется малое отверстие. Падающее извне излучение через отверстие проникает внутрь, попадает на стенки полости, частично поглощается ими, частично отражается или рассеивается и вновь попадает на стенки. Из-за малых размеров отверстия это произойдет многократно, прежде чем какая-то часть излучения снова попадет на отверстие. Поэтому практически весь падающий свет любой частоты полностью поглотится. Материал стенок полости значения не имеет. Отверстие полости в отношении падающего на него излучения и, следовательно, в отношении выходящего из него теплового излучения ведет себя как поверхность абсолютно черного тела с температурой, равной температуре стенок полости. [c.422]

Настоящее обсуждение отрицательных температур подчеркивает тот факт, что мы должны отбросить привычное представление о температуре, связанной только с кинетической энергией неупорядоченного движения. Обычное понятие положительной-температуры, к которому мы привыкли, следует, по-видимому, рассматривать как частный случай более общего понятия, относящийся к системе, энергетический спектр которой не имеет верхней границы. Системы с обычной положительной температурой, конечно, настолько преобладают в природе (сюда относятся все системы с тепловыми колебаниями и тепловым излучением), что системы, в которых возможны отрицательные температуры, оказываются крайне немногочисленными, хотя он№- [c.287]

При прохождении через пространство тепловые лy и обнаруживают все свойства, присущие электромагнитньм волнам. Например, тепловые лучи обладают способностью к интерференции, когда лучи, исходящие из одного истог-ника и движущиеся по разным направлениям, соединяются вновь. Вообще говоря, возможна поляризация тепловь х лучей, откуда следует, что эти лучи носят характер поперечных волн однако, как правило, термическое излучение не является поляризованным. Таким образом, природа теплового излучения та же, что и других электромагнитных волн. [c.141]

Как и над всей физикой, над оптикой небо также представлялось совершенно ясным. Правда, в этом небе существовали два облака — некоторые проблемы, возникавшие в связи с исследованиями теплового излучения, а также экспериментально обнаруженные непонятные закономерности фотоэффекта. В преддверии нового века эти два облака особых опасений не вызывали тогда надеялись, что их удастся со временем благополучно развеять. Да и выглядели они не очень устрашающе на общем фоне достигнутых в оптике успехов. Идеи волновой оптики Юнга и Френеля, перенесенные на почву электромагнитной теории Максвелла, казалось, исчерпывающе объясняли почти все оптические явления. Природа света представлялась полностью разгаданной, тем более что такая таинственная сущность , как э )ир, оказывалась попросту ненужной. [c.35]

Тепловое излучение — процесс распространения теплоты с помощью электромагнитных волн, обусловленный только температурой и оптическими свойствами излучающего тела при этом внутренняя энергия тела (среды) ттереходит в энергию излучения. Процесс превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса излучения и его поглощения веществом называется теплообменом излучением. В природе и технике элементарные процессы распространения теплоты — теплопроводность, конвекция и тепловое излучение — очень часто происходят совместно. - [c.5]

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]

J Случайные волны. В природе и технике часто возни-Q кают В. в виде набора синусоид, цугов или однноч-ных импульсов со случайно меняющимися амплитудами к фазами. Если фазы разл. В. никак не связаны между собой, то В, считаются некогерентными (см. Когерентность). В этом случае явления интерференции не проявляются при наложении друг на друга таких сигналов складынаются ср, квадраты их амплитуд (мощности). Типичный пример — тепловое излучение тел от ламп накаливания до космич. источников (Солнце). [c.328]

Впервые квантовые свойства были открыты у эл.- [ магн. поля. После исследования М. Планком (М. Plan k) законов теплового излучения тел (1900) i в пауку вошло представление о световых порциях — i квантах эл.-магн, иоля. Эти кванты — фотоны—во многом похожи на частицы (корпускулы) ни обладают i определёнными энергией и импульсом, взаимодейству- ют с веществом как целое. В то же время давно изве- стны волновые свойства эл.-магн, излучения, к-рые j проявляются, напр,, в явлениях дифракции и интерфе- 1 ренции света. Т. о., можно говорить о двойственной природе, или О корнускулярно-волновом дуализме, фотона. [c.330]

Нелинейные преобразования коренным образом изменяют статистику поля. Это хорошо известно в ста-тистич. радиофизике и в полной мере проявляется в оптике. Статнстич. свойства сформированного в установившемся режиме лазерного излучения радикально отличаются от свойств гауссовского теплового излучения. С существ, изменением статистики приходится сталкиваться при генерации оптич. гармоник и комбинац. частот, в разнообразных самовоздействиях. Многие из перечисленных эффектов имеют по существу классич. природу, квантовый характер света в них не проявляется. Тем больший интерес представляет формирование с помощью нелинейных преобразований новых квантовых состояний светового поля, новых макроскопич. квантовых состояний. Наиб, яркий пример — генерация т. н. сжатых состояний поля, возникающая при параметрич. взаимодействиях. В 60-х гг. они были исследованы для классич. полей, в 80-х гг. выяснено, что они могут реализоваться и для квантованных попей. При этом возникают нетривиальные возможности управления квантовыми флуктуациями светового поля. [c.303]

В оптич. диапазоне отчётливо проявляются одновременно И волновые, и корпускулярные свойства эл.-магн. излучения. Волновые свойства О. и. позволяют дать объяснения явлениям его дифракции, интерференции, поляризации. В то же время процессы фотоэлектронной эмиссии, теплового излучения невозможно понять, не привлекая представления об О, и. как о потоке частиц — фотоное. Эта двойственность природы О. и. находит общее объяснение в квантовой механике (см. Корпускулярно-волновой дуализм). [c.459]

С. ч. реальных твердых тел зависит от природы тела, темп-ры, состояния поверхности, толщины излучающего слоя и т. д. поэтому С. ч. тела при необусловленном состоянии поверхности не является хар-кой вещества, из к-рого состоит тело. Для определения С. ч. вещества применяют тщательно полированные образцы, непрозрачные для теплового излучения. Металлы п [c.275]

Пусть два тела с одинаковой температу рой находятся в термодинамическом равновесии и составляют изолированную систему. Тогда для каждого из тел собственное тепловое излучение равно поглопхен-ному внешнему излучению. Другими словами между телами происходит равновесное тепловое излучение. В этих условиях отношение плотности монохроматического потока излучения Е), к соответствующей поглощательной способности Л я не зависит от природы тела и равно плотности монохроматического потока излучения абсолютно черного тела о. я. [c.328]

Реальные тела в природе нельзя отнести ни к одной из указанных категорий тел, так как для реальных тел Л< 1, / <1 и 0-<1. Однако есть тела, которые по своим свойствам близки абсолютно черным, абсолютно белым или абсолютно прозрачным телам. Например, снег почти абсолютно черное тело по отнощению к тепловому излучению не слишком нагретых тел. Его поглощательная способность равна в этом случае 0,985. Близки по своим свойствам абсолютно черному телу сажа, бархат, иней (Лл 0,97), к абсолютно белому телу — полированные металлы (] 0,97), к диатермичнохму телу — одноатомные и двухатомные газы (Ода1). [c.185]

Поглощате.пьная и рассеивающая способности различных сред для отдельных лучей оказываются весьма различными и зависят от природы вещества среды и ее состояния. Например, твердые и жидкие тела отличаются большим поглощением тепловых лучей, а газы — малым. Сухой воздух для длинноволнового теплового излучения оказывается прозрачным, а влажный воздух, даже с небольшим содержанием водяного пара, обладает заметным поглощением. Запыленные газовые среды (туманы, дымы) при большой концентрации частиц оказываются мало прозрачными для коротковолнового теплового излучепия. [c.381]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...