Теплоёмкость при постоянном объёме. Петербурге 8. Как и в случае закона максимума, узи аппарат экспертный и премиум классический не могут быть определены только из классических моделей. Она зависит от формы тела, вещества, из которого оно состоит, а также от температуры. Возможности человека.
- Диодный лазер 940 нм купить
- Стационарные узи аппараты филипс аффинити 70
- Миостимуляция тела что это такое
- Сколько нужно сеансов чтобы удалить тату
Абсолютно чёрное тело
Таким образом, у абсолютно чёрного тела поглощательная способность отношение поглощённой энергии к энергии падающего излучения равна 1 для излучения всех частот, направлений распространения и поляризаций [ 2 ] [ 3 ]. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Более того, как следует из закона Кирхгофа для теплового излучения , АЧТ обладает максимально возможной излучательной способностью.
Спектр излучения абсолютно чёрного тела непрерывен и диктуется только температурой. Длина волны спектрального максимума для АЧТ определяется законом смещения Вина. Важность абсолютно чёрного тела в теории теплового излучения обусловлена тем, что вопрос о спектре равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно чёрного тела. К концу XIX века проблема излучения абсолютно чёрного тела вышла на первый план.
Спектральная плотность мощности излучения чёрного тела мощность, излучаемая с поверхности единичной площади в единичном интервале частот в герцах задаётся формулой Планка. Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце. Максимум энергии излучения Солнца приходится примерно на длину волны нм , что соответствует температуре наружных слоёв Солнца около K если рассматривать Солнце как абсолютно чёрное тело [ 4 ].
Термин «абсолютно чёрное тело» был введён Густавом Кирхгофом в году. Для физических экспериментов и обсуждений, касающихся проблематики абсолютно чёрного тела, используют модельный объект. Он представляет собой кусок непрозрачного материала, имеющий замкнутую полость с изотермическими стенками, к которой ведёт небольшое отверстие. Свет, попадающий внутрь сквозь это отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным [ 3 ].
Но при нагревании этой полости у неё появится собственное видимое излучение. Поскольку излучение, испущенное внутренними стенками полости, прежде чем выйдет ведь отверстие очень мало , в подавляющей доле случаев претерпит огромное количество новых поглощений и излучений, то можно с уверенностью сказать, что излучение внутри полости находится в термодинамическом равновесии со стенками. На самом деле, наличие отверстия для этой модели вообще не важно, оно нужно только чтобы подчеркнуть принципиальную наблюдаемость излучения, находящегося внутри; отверстие можно, например, совсем закрыть, и быстро приоткрыть только тогда, когда равновесие уже установилось и проводится измерение.
Электромагнитное излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с абсолютно чёрным телом при данной температуре например, излучение внутри полости в абсолютно чёрном теле , называется чернотельным или тепловым равновесным излучением. Равновесное тепловое излучение однородно, изотропно и неполяризовано, перенос энергии в нём отсутствует, все его характеристики зависят только от температуры абсолютно чёрного тела-излучателя и, поскольку чернотельное излучение находится в тепловом равновесии с данным телом, эта температура может быть приписана излучению. Близким к единице коэффициентом поглощения обладают сажа и платиновая чернь [ 3 ]. Очень близко по своим свойствам к чернотельному так называемое реликтовое излучение , или космический микроволновой фон — заполняющее Вселенную излучение с температурой около 3 K.
Чернотельным является излучение Хокинга квантовомеханическое испарение чёрных дыр. Изначально при поиске выражения для закона излучения чёрного тела были применены классические методы, которые дали ряд важных и верных результатов, но полностью решить проблему не позволили. В итоге анализ излучения абсолютно чёрного тела явился одной из предпосылок появления квантовой механики. Однако, эта формула предполагает неограниченное квадратичное возрастание спектральной плотности с частотой. На практике данный закон означал бы невозможность термодинамического равновесия между веществом и излучением , поскольку согласно ему вся тепловая энергия должна была бы перейти в энергию коротковолнового излучения. Такое гипотетическое явление было названо ультрафиолетовой катастрофой.
В году Вильгельм Вин , воспользовавшись, помимо классической термодинамики , электромагнитной теорией света , вывел следующую формулу:. Установить её вид только из термодинамических соображений невозможно. Из неё выводится закон смещения Вина закон максимума в виде. Также можно получить закон Стефана — Больцмана :. Константы могут быть оценены из эксперимента. Для теоретического же их определения требуются методы квантовой механики.
Опыт показывает, что вторая формула Вина справедлива лишь в пределе высоких частот малых длин волн. Она является частным конкретным случаем первого закона Вина. Как и в случае закона максимума, константы не могут быть определены только из классических моделей. По современным представлениям, интенсивность излучения абсолютно чёрного тела в зависимости от частоты и температуры определяется законом Планка [ 5 ] :. Это эквивалентно. Также было показано, что второй закон Вина следует из закона Планка для больших энергий квантов — и были найдены входящие в закон Вина постоянные C 1 и C 2.
В результате формула второго закона Вина обретает вид. Во всех вышеприведённых выражениях через h обозначена постоянная Планка. Длина волны, при которой спектральная плотность мощности излучения абсолютно чёрного тела максимальна, определяется законом смещения Вина :. Числовой множитель получается из формулы Планка. При K мощность излучения увеличивается до 56,7 киловатта с квадратного метра. Поэтому для уменьшения лучистого теплопереноса поверхность окрашивают в белый цвет или наносят блестящее покрытие, а для увеличения — затемняют. Цветность чернотельного излучения , или, вернее, цветовой тон излучения абсолютно чёрного тела при его определённой температуре, приведена в таблице:. Цвета даны в сравнении с рассеянным дневным светом D Реально воспринимаемый цвет может быть искажён адаптацией глаза к условиям освещения.
Видимый цвет чёрных тел с разной температурой также представлен на диаграмме в начале статьи. В термодинамике равновесное тепловое излучение рассматривают как фотонный газ , состоящий из электронейтральных безмассовых частиц , заполняющий полость объёмом V в абсолютно чёрном теле см. Для фотонного газа справедливы следующие термодинамические соотношения [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] :. Фотонный газ представляет собой систему с одной термодинамической степенью свободы [ 10 ]. Величина теплоёмкости излучения становится сравнимой с величиной теплоёмкости одноатомного идеального газа лишь при температурах порядка миллионов кельвинов. Представление о температуре излучения было введено Б.
Голицыным Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 января года ; проверки требуют 4 правки. Практическая модель абсолютно чёрного тела [ править править код ]. Примеры чёрных тел и чернотельного излучения [ править править код ].
Законы излучения абсолютно чёрного тела [ править править код ]. Классические законы [ править править код ]. Закон Рэлея — Джинса [ править править код ]. Основная статья: Закон Рэлея — Джинса. Первый закон излучения Вина [ править править код ]. Второй закон излучения Вина [ править править код ]. Квантовомеханические законы [ править править код ]. Закон Планка [ править править код ]. Основная статья: Формула Планка. Закон смещения Вина [ править править код ].
Основная статья: Закон смещения Вина. Закон Стефана — Больцмана [ править править код ]. Основная статья: Закон Стефана — Больцмана. Цветность чернотельного излучения [ править править код ]. Термодинамика чернотельного излучения [ править править код ]. Основная статья: Термодинамика фотонного газа. Примечания [ править править код ]. Кафедра физики неопр. Дата обращения: 28 сентября Архивировано 28 сентября года.
Литература [ править править код ]. Ссылки [ править править код ]. Медиафайлы на Викискладе. Ссылки на внешние ресурсы. GND : Категории : Термодинамика Модели в физике Оттенки чёрного цвета Взаимодействие оптического излучения с веществом. Пространства имён Статья Обсуждение. Скачать как PDF Версия для печати. Викисклад Элемент Викиданных. Термическое уравнение состояния. Калорическое уравнение состояния для внутренней энергии.
Каноническое уравнение состояния для внутренней энергии. Каноническое уравнение состояния для энтальпии. Каноническое уравнение состояния для потенциала Гельмгольца. Каноническое уравнение состояния для потенциала Гиббса. Каноническое уравнение состояния для потенциала Ландау. Химический потенциал. Теплоёмкость при постоянном объёме. Теплоёмкость при постоянном давлении. Показатель адиабаты.
Излучение черного тела
Таким образом, у абсолютно чёрного тела поглощательная способность отношение поглощённой энергии к энергии падающего излучения равна 1 для излучения всех частот, направлений распространения и поляризаций [ 2 ] [ 3 ]. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Более того, как следует из закона Кирхгофа для теплового излучения , АЧТ обладает максимально возможной излучательной способностью. Спектр излучения абсолютно чёрного тела непрерывен и диктуется только температурой. Длина волны спектрального максимума для АЧТ определяется законом смещения Вина.
Закон абсолютного черного тела
Абсолютно черное тело - понятие теории теплового излучения , означающее тело, которое полностью поглощает любое падающее на его поверхность электромагнитное излучение , независимо от температуры этого тела. Таким образом, для абсолютно черного тела поглощательная способность отношение поглощённой энергии к энергии падающего излучения равна 1 при излучениях всех частот , направлений распространения и поляризаций. Плотность энергии и спектральный состав излучения , испускаемого единицей поверхности абсолютно черного тела излучения абсолютно черного тела, чёрного излучения , зависят только от его температуры, но не от природы излучающего вещества. Излучение абсолютно черного тела может находиться в равновесии с веществом при равенстве потоков излучения , испускаемого и поглощаемого абсолютно черным телом, имеющим определенную температуру , по своим характеристикам такое излучение представляет собой равновесное излучение и подчиняется Планка закону излучения , определяющему испускательную способность и энергетическую яркость абсолютно черного тела пропорциональные плотности энергии равновесного излучения. Понятие абсолютно черного тела введено в Г. Кирхгофом G. Kirchhoff , установившим связь между испускательной и поглощательной способностями тела, находящегося в равновесии с излучением при определенной температурой см.
Написать комментарий