Тепловое излучение тел

красн

Фиол.

IY УФ излучение(ультрафиолетовое излучение):
400 нм – 20 нм
Y Рентгеновское излучение 80 – 10-5 нм
YI γ -излучение λ< 0,1 нм

λзелен =555 нм

Тепловое излучение

Ответ: Это неионизирующее излучение

ВОПРОС:

Это ионизирующее излучение?

ТЕСТ:

Укажите температуру, при которой может наблюдаться тепловое излучение:
А. 250 С Б. - 350 С В. 10 К Г. 700 К

[Вт]

2. Энергетическая светимость R - поток излучения, испускаемый 1м2 поверхности тела.

Или: это энергия всех длин волн, излучаемых за 1 с с 1 м2

Синоним:

Интенсивность излучения

Для определенной длины волны

rλ - это энергия излучения с 1м2 в 1 с в интервале от λ до λ+Δλ.

rλ показывает, какую долю тепловое излучение данной λ составляет от общего теплового излучения источника.

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

rλ

rλ

зависит от λ, Т, химического состава тел.

Что характеризует площадь под графиком?

ВОПРОС:

R

4. Коэффициент поглощения

Монохроматический коэффициент поглощения

зависит от λ, Т, химического состава тел.

Обзор

1.Поток излучения Ф

2.Энергетическая светимость

3. Спектральная плотность энергетической светимости

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

R

4. Монохроматический коэффициент поглощения

=1

Зеркало, белый материал. Чему равен ?

=0

Чайник закопченный и не закопченный. Где больше α ?
А в каком закипит быстрее?

Закопченный

Коэффициент поглощения = 1 и не зависит от длины волны излучения.

Модель черного тела – это непрозрачный сосуд с небольшим отверстием, стенки которого имеют одинаковую температуру.

Через некоторое время стенки сосуда поглощают луч полностью.

ПРИМЕР: сажа, платиновая чернь

Почему зрачок нашего глаза кажется черным ?

ВОПРОС:

3. Спектр излучения черного тела сплошной.

Для черного тела

спектральная плотность
энергетической светимости

4. Черное тело – самый совершенный излучатель.

обозначается

< 1

Коэффициент поглощения α всех реальных тел зависит от λ и Т (их поглощение селективно), поэтому их можно считать серыми лишь в определенных интервалах длин волн и температур , где α приблизительно постоянен.

ПРИМЕР: каменный уголь

Тело человека
= 0,9

=0,8

Для черного тела

1859 г.

3. Спектральная плотность энергетической светимости

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

4. Коэффициент поглощения

Закон связывает способности тела излучать и поглощать энергию

Повторение

4. Самый совершенный излучатель – черное тело

1

3. Спектральная плотность энергетической светимости

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

4. Коэффициент поглощения

Повторение

Макс Планк
1858 —1947 

До Планка считали, что энергия испускается непрерывно и

УФ катастрофа –парадокс классической физики.

Гипотеза Планка: энергия испускается порциями = квантами, то есть дискретно.

1900 г.

Планк

3.1 Спектральная плотность энергетической светимости черного тела

Повторение

УФ катастрофа

Энергетическая светимость черного! тела прямо пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры.

ВОПРОС:

Повторение

1.Поток излучения Ф

2.Энергетическая светимость R

Если Т увеличить в 2 раза, интенсивность излучения возрастет в….

16 раз

Постоянная Стефана -Больцмана

3. Спектральная плотность энергетической светимости

Решение:

Если Т увеличилась на 1%, интенсивность свечения возросла на…

4%

ВОПРОС:

Т на 0,5%

На 2%

Постоянная Вина

Спектр излучения черного тела

Колебания Земли синфазны с Солнцем

Солнечная постоянная

- поток солнечного излучения, приходящийся на 1 м2 площади границы земной атмосферы.

Внутреннее строение Солнца

=555 нм

УФ

ИК

А

В

С

А

В

С

Теплопродукция = теплоотдача

Теплопроводность 0%

Конвекция 20%

Излучение 50%

Испарение 20%

Гипоталамус обеспечивает постоянство внутренней среды организма. Там находится и центр терморегуляции.

ВОПРОС:

Какой вид теплоотдачи доминирует на рисунке?

Вт

Ответ:

Человек раздетый

Человек одетый

Температура одежды

240С

4,2

Ответ:

37 Вт

При термографии регистрируются различия! теплового излучения здоровых и больных органов, обусловленных небольшим отличием их температур.

При этом получается видимое ! изображение тел по их тепловому (ИК-невидимомому) излучению.

1888 г.

ЖК – свойства и жидкостей (текучесть)
и кристаллов (анизотропия).

Термограф

Тепловизор

ВОПРОС:

Какая разница?

Этот измерительный прибор позволяет увидеть ! невидимое: ИК излучение любых объектов.

Особенности ИК излучения:
Длина волны больше 760 нм, но меньше 1 мм.
ИК меньше, чем видимый свет поглощается и рассеивается мутными средами.
Многие предметы, непрозрачные для видимого света, прозрачны для инфракрасных лучей.

Сканер
λ от 3 до 10 мкм

Приёмник – преобразователь ИК излучения в электрический сигнал

Экран

Объект