Реферат: Разработка электронного устройства для бесконтактного измерения температуры плазмы.

где I⁰ _{l T} — яркость монохроматического излучения абсолютно черного тела.

Таким образом, определив универсальную функцию, закон Кирхгофа можно написать в виде

. (1.3)

Следовательно, для того чтобы, пользуясь законом Кирхгофа, по известному коэффициенту поглощения определить яркость монохроматического излучения любого тела как функцию температуры и длины волны, необходимо знать аналогичную функцию для абсолютно черного тела.

Также существуют и другие термодинамические законы, такие как закон Стефана – Больцмана, закон смещения Вина, формула Планка.

Закон Стефана – Больцмана.

Этот закон связывает яркость суммарного излучения абсолютно черного тела I⁰ _T (т.е. потока энергии, излученного в единичный телесный угол на всех длинах волн в единицу времени с единицы поверхности излучающего тела) с его температурой:

, (1.4)

где σ – постоянная величина; σ = 5,735 • 10^-12 вт/см² • град⁴ по определению

, (1.5)

т.е. суммарная яркость равна сумме монохроматических яркостей.

Закон смещения Вина.

I_λT как функция λ представляет собой кривую с максимумом (при длине волны λ_m ). Положение максимума зависит от температуры и может быть определено законом смещения Вина:

λ_m T=b, (1.6)

где b=0,2884 см•град.

Следовательно, чем ниже температура, тем больше λ_m и тем в более длинноволновой области лежит максимум излучения, а следовательно, и основная часть излучения.

При температурах 1000—2000°К максимум кривой излучения абсолютно черного тела и основная часть излучения лежат в инфракрасной области спектра. Лишь при температурах выше 3000°К максимум кривой излучения лежит в видимой области спектра (т.е. в интервале 0,4—0,8 мк).

Формула Планка.

Она определяет распределение энергии по спектру для абсолютно черного тела. При выводе этой формулы учитывается квантовый характер процесса излучения и поглощения света атомами, т.е. то, что атом может излучать и поглощать лишь целое число порций (квантов) энергии. Величина кванта равна hν . Тогда яркость монохроматического излучения абсолютно черного тела будет

, (1.7)

где с ₁ = 3,7•10^-5 эрг•сек^-1 •см^-2 ;

с ₂ = hν = 14380 мк•град;

ν – частота излучения;

k – постоянная Больцмана; k=1,37•10^-18 эрг/град;

с – скорость света;

h – постоянная Планка; h=6,65•10^-27 эрг•сек.

Рисунок 1.1. Распределение энергии

по длин нам волн для абсолютно

черного тела.