Электромагнетизм Курс лекций по оптике Интерференция света Дифракция света Квантовые явления Применение фотоэффекта Современная физика атомов и молекул Радиоактивное излучение и его виды

ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

Излучение и поглощение энергии.

 Если на какое-либо тело падает поток излучения Фо, то часть потока Фотр<Фо отражается от поверхности тела обратно: от матовой поверхности – диффузно во все стороны, от гладкой поверхности – зеркально. При не слишком большой толщине слоя часть падающего излучения пройдет насквозь и за телом будет наблюдаться поток излучения Фпрох<Фо. Наконец, часть потока, проникающего в тело, будет поглощаться и превращаться в другие формы энергии, в конечном счете – в тепло (рис.37.1).

Распределение потока излучения, падающего на полупрозрачную пластину.

 Используя закон сохранения энергии, можно записать:

 Фо = Фотр + Фпогл + Фпрох. (37.1)

  Разделив обе части равенства (37.1) на Фо, получим:

 (37.2)

Безразмерное отношение  называется лучеотражательной или просто отражательной способностью или коэффициентом отражения.

 

Отношение  называется лучепоглощательной способностью тела

( коэффициент поглощения).

 Наконец, отношение   можно назвать лучепропускательной способностью или коэффициентом пропускания излучения.

  Итак, можно записать

 1 = r + а + D. (37.3)

 Величина D, характеризующая прозрачность тела, зависит от толщины последнего. При достаточной толщине любое тело практически непрозрачно. Необходимо отметить возможность очень сильной зависимости D от длины волны. Например, чистый кремний непрозрачен для видимого света при толщинах более 1000 Å (заметим, что при меньшей толщине все вещества прозрачны в видимой части спектра), однако в инфракрасной области он остается прозрачным. На дне океана из «прозрачной» морской воды – всегда тьма…

 Большинство же твердых тел непрозрачно уже при сравнительно небольшой толщине. В этом случае D = 0 и

 1 = r + а.

 Отражательная способность r такого тела зависит от атомного строения тела, состояния его поверхности (зеркальная или матовая), спектральной характеристики падающего на него излучения. Тело, которое абсолютно не поглощает падающее излучение и полностью отражает все падающие на него лучи, называется абсолютно белым телом.

  Для него а = 0; r = 1. Наблюдаемый цвет такого тела полностью определяется спектральным составом освещающего его излучения.

  Тело, полностью поглощающее все падающее на него излучение, называется абсолютно черным телом.

 Для него а = 1; r = 0. При освещении такого тела любым источником света оно не будет ничего отражать и представляется черным. Например, для сажи в области видимого света а » 0.99, что и обусловливает ее черный цвет. Однако в инфракрасной области коэффициент отражения сажи увеличивается и абсолютно черной ее уже считать нельзя.

 Тело, поглощательная способность которого меньше единицы, но одинакова для всех длин волн, называется серым телом. Сюда относится большинство реальных тел.

 Исследования показывают, отражательная и поглощательная способности веществ зависят не только от длины волн облучения, но и от температуры. Поэтому обычно анализируют соответствующие зависимости аl,Т и rl,Т, между которыми по-прежнему существует взаимосвязь:

  rl,Т = 1 - аl,Т.  (37.4)

 Зависимость аl,Т и rl,Т от длины волны обусловливают видимую окраску несамосветящегося тела. Тело, интенсивно поглощающее излучение всех длин волн, кроме, например, зеленого (l » 550 нм), при освещении его белым светом будет выглядеть зеленым. При освещении такого тела монохроматическим «незеленым» светом, такое тело ничего не отражает и выглядит черным. Так что каждое несамосветящееся тело обладает не цветом, а лучеотражательной способностью. Если нет облучения, то нет и цвета. «Ночью все кошки серы».

 «Холодное свечение», как следствие физического явления флуоресценции предоставляется интересующемуся студенту для самостоятельного изучения.

Задача анализа процессов в цепи сводится к задачи Коши, т.е. к решению системы интегро-дифференциальных уравнений с заданными начальных условиями Для линейной цепи, составленной из постоянных элементов, система уравнений является линейной с постоянными коэффициентами. При исследовании процессов свободных колебаний в цепях, а также исследовании вынужденных колебаний, решение системы уравнений удобно находить операторным методом, т.к. функции описывающие источники колебательного процесса - воздействия, а, следовательно, и функции, описывающие возникающие колебания - отклики, преобразуемы по Лапласу.
Квантовые усилители и генераторы