Денелердің жылулық сәуле шығаруы

1. Жылулық сәуле шығарудың сипаттамалары

Характеристики теплового излучения

Тепловое излучение - это электромагнитное излучение, испускаемое телами, температура которых выше абсолютного нуля. Оно зависит только от абсолютной температуры тела и его оптических свойств.

Тепловое излучение - это электромагнитное излучение, которое возникает за счет энергии вращательного и колебательного движения атомов и молекул в составе вещества. Тепловое излучение характерно для всех тел, которые имеют температуру, превышающую температуру абсолютного нуля.

Энергия излучения испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными дискретными порциями - квантами, носителями которых являются фотоны, распространяющиеся со скоростью света с. Энергия каждого фотона равна hv, где h - постоянная Планка, v - частота излучения. Для характеристики излучения можно использовать также длину волны излучения X. Длина волны и частота связаны соотношением с = Xv.

Тепловое излучение — это электромагнитное излучение, которое возникает в результате вращательных, колебательных движений атомов и молекул при нагреве вещества. За счет повышения температуры увеличивается скорость движения атомов и молекул, поэтому повышается его внутренняя энергия. В результате происходит выброс энергии на внешнюю оболочку поверхности. Энергия теплового излучения это электромагнитные волны различной частоты и длины.

Основоположником теории о поглощении, излучении тепла и света стал немецкий физик Густав Кирхгоф. В 1859 году им была опубликована статья, в которой он обосновал такую теорию — тепловое излучение является равновесным, то есть сколько энергии излучает тело, столько же энергии оно и поглощает. Это утверждение будет верным, даже если тело будет абсолютно черным (АЧ). В 1861 году вышла более подробная работа физика, которая и по сей день является неопровержимой и широко применяется.

---

2. Абсолют қара дене

Абсолютно черное тело (АЧТ) – это понятие, относящееся к теории теплового излучения. Оно обозначает тело, имеющее свойство полностью поглощать любое попадающее на его поверхность электромагнитное излучение вне зависимости от длины волны и температуры собственной поверхности. Поглощающий коэффициент такого тела равен 1. Коэффициент отображает отношение поглощаемой энергии к энергии падающего потока. Для него характерно наличие собственного электромагнитного излучения любой частоты. Спектры его излучения способны определятся только в температурном выражении.

Перспективные направления использования АЧТ

Любое вещество, работающее как абсолютно черное тело, приобретает весьма ценные свойства. Они поглощают спектр видимого света, ультрафиолета, инфракрасного излучения и так далее. Это весьма перспективное направление развития военной техники, которая при обладании такими свойствами могла бы стать невидимой для технического обнаружения. Что касается научного применения, то абсолютно черные тела могут использоваться для калибровки оптического оборудования. Существуют установки, которые работает по принципу рассмотренному на примере коробки с отверстием. С их помощью осуществляется проверка и настройка работы бесконтактного термометра. Подобные приборы используются в качестве эталона, применяемого при измерении высоких температур с помощью пирометров.



3.Серое тело

Серое тело – тело, у которого коэффициент поглощения меньше единицы и не зависит от длины волны излучения и абсолютной температуры; тепловое излучение серого тела одинаково по спектральному составу с излучением абсолютно чёрного тела, имеющего ту же температуру, но отличается от него энергетической светимостью; спектральная степень черноты серого тела не зависит от длины волны (частоты); в области видимого света к серому телу близки уголь , сажа, платиновая чернь.





4. Кирхгоф заңы

Закон Кирхгофа - отношение испускательной способности тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел и равно спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела:

---

Отношение излучательной способности (E) к поглощательной способности (A) одинаково для всех тел при данной температуре (T) для данной длины волны (λ) и не зависит от формы тела, его химического состава и проч.

E(λ,T) / A(λ,T) = e(λ,T)

5. Стефан-Больцман заңы

Энергетическая светимость (q) абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры (T).

q = σ ⋅ T⁴

εКонстанта в этой формуле называется постоянной Стефана-Болъцмана, σ = 5.67⋅10^-8 (Вт/м²)/К⁴. Энергетическая светимость — это мощность излучения на всех длинах волн с единицы поверхности (Вт/м2). Из этого следует, что все окружающие нас объекты испускают тепловое излучение, так как всегда имеют температуру выше абсолютного нуля 0 К или выше минус 273ºС. При повышении абсолютной температуры в два раза, мощность излучения увеличится в 16 раз. Но так можно говорить только про температуру в абсолютной шкале Кельвина, в градусах Цельсия температура не меняется в разы или на проценты никогда! Закон теплового излучения справедлив для абсолютно черного тела.

6. Вин заңы

Длина волны (λмакс), на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре (Т) абсолютно черного тела.

λ_макс = b / T

В приведенной формуле постянная b = 2,897⋅10^-3 м·К, чтобы получить результат вычисления λ_макс в мкм следует взять значение b = 2897 мкм·К. Например, при температуре 36°С (309 К) максимум излучения приходится на 9,4 мкм. При температуре порядка 6000 К (темература поверхности Солнца) максимум излучения приходится на 0,47 мкм (соответствует желтовато-белому).

Законы теплового излучения Планка и Вина объясняют, почему вещество при нагреве начинает светиться в видимом спектре. Как видно из формул, при повышении температуры объекта, все больше излучения испускается с короткими длинами волн. Начиная с температуры около 500°С это излучение уже можно наблюдать невооруженным глазом. Вместе с тем, при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение (например, переход белого каления в красное при остывании металла).

---

7. Ағзаның жылу беруі. Термография

Термография – это медицинский способ исследования, направленный на выявление и локализацию различных патогенных процессов, сопровождающихся локальным повышением (реже — понижением) температуры. С помощью этого метода можно определить различные формы воспалительных процессов, активный рост новообразований, варикоз вен, травмы, ушибы, переломы. Является точным исследованием, на основании которого можно поставить правильный диагноз и определить локализацию процесса.

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕДУРЫ Различают два вида термографии: бесконтактная и контактная, однако суть обоих методов — определение температуры тела на конкретном его участке. Бесконтактная термография осуществляется при помощи определённых приборов, к которым относятся термографы и тепловизоры. Эти устройства производят регистрацию ИК-волн и представляют их в виде изображения. Такой способ позволяет сразу охватить всё тело пациента.

Контактная термография использует жидкие кристаллы, которые могут менять свой цвет в зависимости от температуры человеческого тела. Контакт производится с помощью специального пласта или пленки с соответствующими соединителями. Этот метод является локальным и более точным, нежели бесконтактная термография.

---

Смотрите также файлы

• План рефлексивного отчета к модулю 1 Анамнестические данные клиента Имя, возраст, образование Ольга, 25 лет, среднее Тема консультации Стадии разводп Запрос Как безболезненно пережить развод.docx

• Тесты к аттестации по дисциплин.docx

• Алгоритм введения противоботулической сыворотки.docx

• Задания к теме Бухгалтерский баланс, счета и двойная запись.docx

• Конспект лекций для студентов дневного и заочного отделений направлений подготовки 240700.pdf