Физика. - Закон излучения Кирхгофа
Четверг, 08.12.2016, 01:07
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 1239

Закон излучения Кирхгофа - отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы, химического состава и проч. Этот закон был установлен немецким физиком Г.Р. Кирхгофом в 1859 году.

Известно, что при падении электромагнитного излучения на некоторое тело часть его отражается, часть поглащается и часть может пропускаться. Доля поглощаемого излучения на данной частоте называется поглощательной способностью тела \alpha\left(\nu, T\right). С другой стороны, каждое нагретое тело излучает энергию по некоторому закону \varepsilon\left(\nu, T\right), именуемым излучательной способностью тела. Согласно закону излучения Кирхгофа справедливо следующее выражение:

\frac{\varepsilon_1\left(\nu, T\right)}{\alpha_1\left(\nu, T\right)} = \frac{\varepsilon_2\left(\nu, T\right)}{\alpha_2\left(\nu, T\right)} = \dots =\varepsilon\left(\nu, T\right)

Здесь \varepsilon\left(\nu, T\right) - универсальная функция частоты и температуры, именуемая излучательной способностью абсолютно чёрного тела.

По определению, абсолютно чёрное тело поглощает всё падающее на него излучение, т.е. \alpha\left(\nu, T\right) = 1. Реальные тела имеют поглощательную способность меньшую единицы, а значит, в соответствии с законом Кирхгофа, и меньшую чем у абсолютно чёрного тела излучательную способность при той же температуре на той же частоте.

Закон Кирхгофа объясняет хорошо известные экспериментальные факты:

  1. вещество излучает сильнее на тех частотах, на которых сильнее поглощает;
  2. хорошо поглощающее тело одновременно является интенсивно излучающим.

Если предположить, что коэффициент поглощения тела не зависит от частоты (серое тело), тогда при переизлучении энергии не происходит её перераспределения по частотам и спектр серго тела имеет такой же вид, как и у абсолютно чёрного тела.

Применения закона Кирхгофа

В астрофизике

В астрофизике закон Кирхгофа часто применяется в следующем виде:

j_\nu = \alpha_\nu \cdot B_\nu\left(T\right),

где jν - коэффициент излучения (энергия, излучаемая единичным объёмом в единичном интервале частот в единичный телесный угол за единицу времени); αν - коэффициент поглощения с учётом вынужденного испускания (αν = χνρ = 1 / lν, где ρ- плотность вещества, а χν и lν - соответственно непрозрачность и эффективная длина пробега фотонов для частоты ν); Bν(T) - интенсивность излучения абсолютно чёрного тела.

Закона Кирхгофа справедлив только для случаев теплового равновесия. Однако, его часто применяют и для неравновесных систем, когда излучение не находится равновесии с веществом и его распределение по частотам существенно отличается от планковского. При этом часто (но не всегда), предположение о термодинамическом равновесии между частицами излучающего вещества оказывается хорошим приближением. Степень отклонения от закона Кирхгофа может служить мерой отличия излучения космических объектов от теплового.

Форма входа
Календарь новостей
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031
Поиск
Друзья сайта
Graffiti Decorations(R) Studio (TM) Site Promoter
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Часть информации взята из Википедии-свободной энциклопедии.
Copyright MyCorp © 2016 Хостинг от uCoz