Тепловое излучение тел ====================== **Тепловое излучение** - это излучение, которое происходит за счёт внутренней энергии. Любое тело, чья температура отлична от абсолютного нуля, излучает и теряет энергию. Случай, когда в замкнутой системе все тела имеют одну температуру и, соответственно, излучают такое же количество энергии, как и поглощают, называют **равновесным состоянием**. К особенности теплового излучения можно отнести _сплошной спектр_. _Поскольку в природе нет тел, имеющих температуру, равную абсолютному нулю, то и все без исключения тела излучают._ Важной характеристикой является коэффициент поглощения: от него зависит, какая часть падающего излучения поглотится телом. $$ W_{погл} = a \cdot W_{пад} $$ **Абсолютно чёрное тело** - такое тело, которое поглощает совершенно всю падающую на него энергию. Соответственно, излучение такого тела определяется исключительно его температурой. Коэффициент поглощения у абсолютно черного тела $a_{АЧТ} = 1$. _В природе нет АЧТ._ Самой близкой к АЧТ моделью является _замочная скважина_ - отверстие, в которое свет попадает и многократно переотражается от несравнимо большей, чем само отверстие, площади, и, в конечном итоге, полностью поглощается. ![](img/схема-модели-ачт.svg) _Схема модели АЧТ "Замочная скважина". Проценты указывают на энергию фотона. Шанс того, что фотон выйдет обратно до того, как будет полностью поглощен, минимален._ Так же почти чёрными телами можно назвать звёзды. В 1856 году Кирхгоф сформулировал закон: _"Отношение спектральной плотности энергетической светимости к поглощательной способности не зависит от природы тела. Оно является универсальной для всех тел и зависимо от частоты (или длины волны) излучения и температуры"_ Закон Стефана-Больцмана ----------------------- Для простой оценки энергетической светимости тела можно использовать з-н Стефана-Больцмана: $$ R_e = \sigma T^4 $$ Где $\sigma = 5.67 \cdot 10^{-8}$ $[\frac{Вт}{м^2 \cdot К^4}]$ - _постоянная Стефана-Больцмана_. Данная формула, однако, ничего не говорит об спектральном составе излучения. Закон смещения Вина ------------------- З-н Вина в своей сути означает, что с ростом температуры максимум спектральной плотности сдвигается в коротковолновую область спектра. $$ \lambda_{max} = \frac{b}{T} $$ Где $b = 2.9 \cdot 10^{-3}$ $[м \cdot К^{-1}]$ - _постоянная Вина_. ![](img/закон-смещения-Вина.svg)