Равновесное излучение. Законы Кирхгофа

Раздел 2 — Термодинамика квазистатических (обратимых) процессов и состояний равновесия (обратимые изотермические процессы свободная энергия системы математические теоремы об интегрирующем множителе линейных форм в полных дифференциалах основное уравнение термодинамики обратимых процессов энтропия равенство Клаузиуса следствия основного уравнения термодинамики обратимых процессов, относящиеся к равновесным состояниям общие формулы, относящиеся к свободной энергии абсолютная термодинамическая температурная шкала цикл Карно следствия второго начала,. касающиеся обратимых процессов расширения и нагревания газа или жидкости связь эффекта Джоуля—Томсона с уравнением состояния применение этого эффекта для охлаждения газов магнитный метод охлаждения термодинамика гальванического элемента равновесное излучение закон Кирхгофа закон Стефана—Больцмана для равновесного излучения характеристические функции). [c.364]

Равновесное излучение. Закон Кирхгофа [c.116]

РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. ЗАКОНЫ КИРХГОФА 87 [c.87]

Равновесное излучение. Законы Кирхгофа [c.87]

РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. ЗАКОНЫ КИРХГОФА 91 [c.91]

РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. ЗАКОНЫ КИРХГОФА 89 [c.89]

Тело называется абсолютно черным, если его поглощательная способность Лщ равна единице для излучений всех частот. Излучательную способность абсолютно черного тела будем обозначать через 6(0 . Очевидно, е<й = и,- Поэтому равновесное излучение называют также черным излучением. Закону Кирхгофа можно теперь дать следующую формулировку отношение лучеиспускательной способности тела к его поглощательной способности есть универсальная функция частоты и температуры тела, равная лучеиспускательной способности абсолютно черного тела. Излучательная способность тела тем больше, чем больше его поглощательная способность. Так как величина не может быть больше единицы, то из всех тел при одной и той же температуре абсолютно черное тело обладает наибольшей излучательной способностью. Из закона Кирхгофа следует также, что всякое тело при данной температуре излучает преимущественно лучи таких длин волн, которые оно при той же температуре сильнее всего поглощает. [c.681]

Это не означает, что металлические поверхности не подчиняются закону Кирхгофа. Как уже указывалось, закон Кирхгофа справедлив для равновесного излучения, [c.22]

В 194 мы определили тепловое или температурное излучение как равновесное излучение, подчиняющееся закону Кирхгофа. Этим мы противопоставили тепловое излучение другим, неравновесным видам свечения. Однако к числу таких неравновесных свечений, интенсивность которых может превышать при данной температуре тепловое излучение, принадлежат еще разнообразные типы свечения. Сюда относится, конечно, и люминесценция, но и рассеянный свет и свет отраженный точно так же отличаются от теплового излучения. Однако все эти виды свечения, кроме люминесценции. [c.760]

Универсальное соотношение между спектрами поглощения и люминесценции Степанова. Б. И. Степанов, исходя из самых общих термодинамических соображений, не учитывающих индивидуальных особенностей конкретных молекул, получил универсальное соотношение между их спектрами поглощения и люминесценции. При этом он базировался на представлении, что за время между актами поглощения и люминесценции (за время, меньшее, чем т) успевает установиться равновесное распределение возбужденного электронного состояния, определяемого температурой среды. В этих условиях распределение энергии в спектре люминесценции сложных молекул должно совпадать с распределением энергии в спектре теплового излучения тех же молекул, которое определяется законом Кирхгофа. Установленное на основе этих соображений универсальное соотношение Степанова имеет вид [c.177]

Выше были рассмотрены качественные и количественные характеристики равновесного излучения. Используя эти результаты, можно решить следующую важную задачу — установить зависимость излучательных и поглощательных свойств тел и сред, находящихся в условиях термодинамического равновесия. Эти зависимости подчиняются закону Кирхгофа [Л. 325], установленному в прошлом столетии. [c.77]

Так как при равновесном излучении справедлив закон Кирхгофа [c.259]

Для абсолютно черного тела С = Со = 5,67 Вт/(м К ), для реальных серых тел С = еСо. Величина 8 называется степенью черноты и характеризует излучательную способность поверхности серого тела по отношению к абсолютно черному телу при той же температуре (О в < 1), Согласно закону Кирхгофа, чем больше тело излучает тепла, тем больше оно может его поглотить, поэтому при равновесном излучении степень черноты характеризует и поглощательные свойства тел. Значения е для некоторых материалов приведены в табл. 22.3. [c.820]

В продуктах сгорания, как правило, присутствуют трехатомные газы Н2О и СО2, которые обладают заметной поглощательной способностью и собственным излучением. Особенностью излучения этих газов является селективность излучения — излучение в определенных интервалах длин волн. Поскольку излучение газов в теоретическом плане рассматривается равновесным (как и процессы излучения тел, разделенных прозрачной средой), то и в этом случае справедлив закон Кирхгофа. Следовательно, селективность излучения газов влечет за собой и селективность их поглощения. [c.323]

Из закона Кирхгофа следует также возможность построения модели абсолютно черного тела. Для этого достаточно взять полость, окруженную равномерно нагретыми стенками. Тогда равновесное излучение, устанавливающееся внутри полости, будет характеризоваться распределением энергии в спектре черного тела. Поэтому, если сделать в стенке полости малое отверстие, то из этого отверстия будет выходить излучение, тождественное с излучением абсолютно черного тела. [c.658]

Следует подчеркнуть, что величины ЬЕ и Е для каждого данного тела являются функциями его собственного температурного состояния и по самому смыслу не могут зависеть ни от индивидуальных особенностей окружающих тел, ни от температуры последних. Поэтому обе степени черноты и е относятся к категории физических констант тела, которое рассматривается как источник теплового излучения. Очевидно, сопоставление с помощью формул (7-8) и (7-9) степени черноты и коэффициента поглощения допустимо лишь при том условии, что этот коэффициент также представляет собой физическую константу, характеризующую другую сторону равновесного излучения — поведение данного тела как приемника излучения. Монохроматический коэффициент поглощения действительно является физической константой. Если данное тело облучается в интервале длин волн от (. до - - 6А. не абсолютно черным телом, а любым другим телом произвольной температуры, то изменяется по сравнению с вышеприведенными рассуждениями о законе Кирхгофа только количество падающей на данное тело энергии, но не ее качество. При этом нет оснований ожидать, чтобы относительная доля поглощаемой данным телом энергии могла бы изменяться коэффициент А продолжает однозначно определяться температурой тела. [c.177]

Правая часть равенства (12) представляет собой функцию Планка для объемной плотности равновесного излучения в среде с показателем преломления п [2]. В левой части (12) вторая функция ро (V, Г) — функция Планка для объемной плотности излучения в вакууме, а первая на основании закона Кирхгофа имеет смысл функции объемной поглощательной (лучеиспускательной) способности — а (V, Т) [3] [c.118]

Формулы (2.146) и (2.147) называются законами Кирхгофа для равновесного излучения. Термодинамика не может найти функцию /в(Г), а позволяет установить только некоторые свойства этой функции. Эта задача решается статистической физикой. [c.92]

В приведенном нами виде законы Кирхгофа относятся к равновесному излучению, находящемуся внутри тела. Из нпх можно сделать заключения об излучении, выходящем из такого тела наружу (в вакуум или воздух). Мы рассматриваем, таким образом, случай, когда во всем пространстве равновесия нет, нагрето только тело, а из окружающего пространства внутрь тела излучение не поступает. [c.92]

Первое и второе начала термодинамики для равновесного теплового излучения (законы Стефана—Больцмана и Кирхгофа). Следуя второй особенности феноменологического метода, воспользуемся основными началами термодинамики для определения связи между полусферической плотностью собственного интегрального лучистого потока соб температурой Т и физическими свойствами каждого из тел, участвующих в лучистом теплообмене. [c.329]

Закон Кирхгофа выполняется также и для монохроматического равновесного излучения. [c.330]

Необходимо подчеркнуть, что законы Стефана — Больцмана и Кирхгофа вполне строги только для равновесного теплового излучения. Поэтому в условиях неравновесного лучистого теплообмена в системе тел, имеющих различную температуру, уравнения (10.11) и (10.12) становятся приближенными. Их использование для практических расчетов связывают с предположением о наличии местного термодинамического равновесия в каждой точке на поверхности каждого из 1ел, участвующих в теплообмене. Закон Кирхгофа позволяет сделать ряд выводов [c.330]

Следует, однако, всегда иметь в виду, что закон Кирхгофа справедлив только для равновесного теплового, или температурного, изл чения. Выход излучения с поверхности тела в отдельных случаях может значительно превышать а бсолютно черное спектральное излучение при этой же температуре. Но такое излучение уже не будет соответствовать тепловому равновесию этого тела и называется нетемпературным излучением сюда относится, например, люминесценция. На подобные виды излучения закон Кирхгофа не распространяется, [c.228]

Закон Кирхгофа. В 1859 г. Г. Кирхгоф сформулировал закон для равновесного теплового излучения. Прежде чем рассматривать этот закон, необходимо ввести понятия ис-пускательной и поглощательной способностей тела. Обозначим через ЙФ энергию излучения, испускаемого в единицу времени единицей поверхности тела в интервале частот от й) до (o-fd(o . Иными словами, йФ есть плотность потока энергии излучения в указанном интервале частот. Представим йФ в виде [c.37]

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]

То обстоятельство, что тепловое излучение обладает свойствами равновесного излучения, уже дало нам возможность связать качественно друг с другом эффекты лучеиспускания и лучепогло-щения. Закон Кирхгофа развивает еще дальше идею о соотношении, существующем между особенностями тела, рассматриваемого один раз как источник излучения, а другой раз как приемник излучения. [c.191]

ЛТР, т. е. когда распределение частиц, ответственных за данный механизм испускания-поглощения, термически равновесно (для ТИ и ЦИ это означает максвелловское распределение электронов, для ФИ — то же плюс распределение кратностей ионизации, сог.аасно Саха формуле, для ЛИ — больц-маиовское распределение населённости возбуждённых уровней, т. е. Р>1), к (со) связано с излучат, способностью Ti([i)) законом Кирхгофа Г ы)/х (ш)=/Зпл(сй), где Япл(( ) — интенсивность равновесного (чёрного) излучения на единицу телесного угла. Соответственно спектральная интенсивность /щ а) излучения термически однородного слоя плазмы толщиной а равна /и(о)=Впл ( ) 1—ехр[—т)(а))а/Впл (ш)] , а нитеграль- [c.109]

Представлены разные типы равновесных состояний, отличных от состояния термодинамического равновесия, и получены соотногаения между излучением и температурой в каждом случае. Сформулировано условие локального термодинамического равновесия, обобгцаюгцего закон Кирхгофа для сред с переменной температурой. [c.777]

Соотношение (X111-31) составляет содержание закона Кирхгофа. Этот закон строго справедлив только для равновесного излучения. [c.328]

Этим уравнением вырал<ается тот факт, что изменение интенсивности излучения / в направлении, составляющем угол г с осью х, вызвано собственным излучением злемеита объема среды (первый член правой части) и ослаблением интенсивности вследствие поглощения (второй член правой части). В уравнении (11) учте1 закон Кирхгофа, выражающий коэффициент объемного излучения среды через интенсивность равновесного излучения в вакууме е, коэффициент поглощения а и показатель преломления п (процесс рассеивания при этом не учитывается). [c.16]

Для доказательства этого закона можно использовать, например, положение термодинамики о произвольном выравнивании температур. Пусть в полости имеется равновесное излучение. Заменим часть этой полости произвольным телом при той же температуре. Если отво-шение нспускательной способности к поглощательной для этого тела будет другим, то лучистая энергия начнет" переходить от тела к оболочке полости или наоборот, в результате чего появится разница температур. Но такое положение противоречит второму началу термодинамики, следовательно, остается признать справедливость закона Кирхгофа. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...