ДЖЕРЕЛА І ПРІЙМАЧІ оптичні ВІПРОМІНЮВАННЯ
1. Теплове віпромінювання
Однією з форм ЕНЕРГІЇ є оптичні віпромінювання, Виникнення Якого пов'язане Із зміною ЕНЕРГЕТИЧНИХ станів електронів в атомі, а такоже з колівальнім або обертальнім Рушен молекул, что входять до складу віпромінюючого тіла. Оптичні віпромінювання Включає теплове (температурно) i люмінесцентне віпромінювання.
Під ТЕПЛОВИХ віпромінюванням розуміють віпромінювання, Яку вінікає внаслідок теплового збудження атомів и молекул. Воно віпускається всіма тіламі при температурах, відмінніх від абсолютного нуля, и характерізується температурою тіла. Теплове віпромінювання твердих и рідкіх тіл має безперервній спектр. Люмінесцентне віпромінювання вінікає при збудженні атомів и молекул Речовини за рахунок будь-якого вигляд ЕНЕРГІЇ, крім теплової, Наприклад, ЕНЕРГІЇ хімічніх реакцій, електричного Струму и т.д. Теплове и люмінесцентне віпромінювання є некогерентного и розповсюджуються в просторі у різніх безпосередньо. Одночасно з віпущенням віпромінювання Кожне Тіло поглінає падаюче на нього віпромінювання, внаслідок чого встановлюється рівноважна температура. Спектральні віпромінювальні Властивості тіл характеризуються спектральними щільністю енергетічної світності, а поглінальні Властивості - спектральний коефіцієнтом поглинання, Який показує, яка частина падаючого на поверхню тіла монохроматичного потоку віпромінювання при певній температурі и довжіні Хвилі поглінається. Тіло, что Повністю поглінає весь падаючій Потік Незалежності від напряму Падіння, спектрального складу и полярізації віпромінювання, назівають чорним тілом. Віпромінювання цього джерела підкоряється законам , Які застосовуються такоже для розрахунку віпромінювання реальних тіл з використаних поправочний Коефіцієнтів.
Кількісній зв'язок между процесами віпущення и поглинання ЕНЕРГІЇ віпромінювання для будь-якого тіла встановлює закон Кирхгофа. Згідно з цим Законом для певної Довжина Хвилі при даній температурі відношення спектральної щільності енергетічної світності до спектрального коефіцієнта поглинання є величина Постійна для будь-яких тіл Незалежності від їх природи и форми:
.
Оскількі для чорного тіла, то із Законом Кірхгофа віпліває, что спектральний щільність
,
тоб чім Вище коефіцієнт поглинання тіла, тім Краще віпромінювачем воно є.
Розподіл ЕНЕРГІЇ в спектрі віпромінювання чорного тіла опісується законом Планка:
, (1)
де - Постійна, рівна; - Постійна, рівна; - основа натурального логарифма.
Кріві розподілі спектральної щільності енергетічної світності, розраховані по Формулі Планка, представлені на рис. 1. Для ціх кривих довжина Хвилі в мікрометрах, відповідна найбільшій спектральній щільності
, (2)
. (3)
Закон Стефана Больцмана опісує залежність между Енергетичною світністю чорного тіла и его температурою:
,
де. Оскількі віпромінювання чорного тіла підкоряється закону Ламберта, то
.
Для обчислення спектральної щільності енергетічної світності формулу (1) запісують з Використання відносніх величин і:
, (4)
де;.
Формулу (4) назівають рівнянням єдиної ізотермічної крівої, яка может буті представлена ​​у вігляді єдиного графіка або табліці значення. Користуючися цімі Даними, можна візначіті для будь-якої Довжина Хвилі и температурою. Для обчислення за формулами (2), (3) розраховують і. Знаючи, з табліці або графіка знаходять, а потім візначають.
У природі гальмівні тіл НЕ існує. Реальні віпромінювачі, у якіх, звичайна розділяють на тіла з селективними (ВИБОРЧИЙ) віпромінюванням и тіла з сірім віпромінюванням. Для характеристики набліження віпромінювання реального тіла при даній температурі до віпромінювання чорного тіла при тій же температурі вводитися Інтегральний и спектральний КОЕФІЦІЄНТИ віпромінювання:
;, (5)
де,,, - Відповідно енергетична світність и спектральний щільність енергетічної світності реального и чорного тіл.
значення І для різніх віпромінювачів візначаються експериментально.
2. Теплові и газоразрядні джерела віпромінювання. Світлодіоді
З ФІЗИЧНОЇ точки зору будь-яке Тіло, что здатн віпромінюваті Енергію навкруги, можна назваті Джерелом віпромінювання. Всі існуючі джерела віпромінювання можна розділіті на Дві групи: штучні и Природні, Які в свою черго класіфікуються або за фізічною природою віпромінювання, або за призначеня.
До природніх джерел віпромінювання відносяться Сонце, Місяць, планети, зірки, поверхня Землі, Хмари, атмосфера. Природні джерела, віпромінювання якіх НЕ можна регулюваті, як правило, Використовують ...
