кирхгофа закон излучения

КИРХГОФА ЗАКОН ИЗЛУЧЕНИЯ -один из осн. законов теплового излучения, устанавливающий зависимость между испусканием и поглощением эл--магн. излучения телом определ. темп-ры Т. Открыт Г. Р. Кирхгофом (G. R. Kirchhoff) в 1859, положил начало развитию теории равновесного теплового излучения.

Согласно К. з. и., отношение испускателъной способности тела (поверхности непрозрачного тела) к его поглощательной способности одинаково для всех тел и является универсальной ф-цией частоты (или длины волны) излучения и абс. темп-ры Т; эта ф-ция определяется Планка законом излучения. К. з. и. справедлив для теплового излучения любой частоты, как испускаемого элементом поверхности тела в нек-ром направлении, так и испускаемого во всех направлениях (т. е. в пределах телесного угла ).

Испускат. способность в заданном направлении ,т (энергетич. яркость поверхности) определяется потоком энергии излучения, испускаемым с единицы поверхности за единицу времени в этом направлении (в расчёте на единицу телесного угла), а поглощат. способность - отношением поглощённой энергии к энергии падающего излучения. К. з. и. для этого случая имеет вид

где - испускат. способность абсолютно чёрного тела (для него ) в заданном направлении, одинаковая во всех направлениях и совпадающая с интенсивностью равновесного излучения при темп-ре Т (см. Излучение равновесное).

Испускат. способность во всех направлениях в пределах телесного угла получается интегрированием потока энергии излучения , испускаемого в телесном угле (- угол между определ. направлением и нормалью к поверхности тела,

- азимут), по от 0 до и по от 0 до , т. е.

где

поглощат. способность тела по отношению к падающему на него равновесному излучению, - испускат. способность абсолютно чёрного тела, совпадающая с потоком энергии равновесного излучения за единицу времени через единичную площадку в одну сторону. К. з. и. принимает вид

К. з. и. выводится из предположения о полном тер-модинамич. равновесии излучения с веществом и строго справедлив лишь для равновесного теплового излучения, в частности для излучения, заполняющего замкнутую полость при темп-ре Т. Однако он с хорошей точностью применим к тепловому излучению, испускаемому с поверхности тела, нагретого до высокой темп-ры, в окружающую более холодную среду, собственное излучение к-рой мало по сравнению с излучением данного тела, так что можно рассматривать эту среду как вакуум (разумеется, что для поддержания стационарного состояния необходимо подводить к излучающему в вакуум телу энергию).

При рассмотрении равновесия излучения с заполняющим объём разреженным веществом (газом, плазмой), в частности локального термодинамич. равновесия, К. з. и. устанавливает связь коэф. испускания (объёмной испускателъной способности) - потока энергии излучения частоты, испускаемого единичным объёмом вещества за единицу времени в нек-ром направлении (в расчёте на единицу телесного угла), и коэф. поглощения , определяющего уменьшение интенсивности излучения на единице длины вследствие поглощения, равное . При равновесии в объёме излучения с веществом поглощённая энергия компенсируется испущенной энергией и К. з. и. имеет вид

Эта форма записи К. з. и. используется в теории переноса излучения, в частности в её применениях к звёздным атмосферам (см. Звёзды)и плазме.

Лит. см. при ст. Излучение равновесное. М. А. Ельяшевич.

   <<      Предметный указатель      >>