ності лучистости залежно від температури. У оптичному приладі одна з характеристик випромінювання порівнюється з відповідною характеристикою випромінювання абсолютно чорного тіла. Прилад градуюється за абсолютно чорного тіла безпосередньо в одиницях температурної шкали. Інакше кажучи, в основу оптичних методів вимірювання температури покладено вимір характеристик випромінювання, однозначно з нею пов'язаних.
Порівняння характеристик випромінювання може здійснюватися за принципом рівності загального випромінювання або спектральних інтенсивностей, а також по ідентичності спектрального складу. Відповідно розрізняють три удавані температури, пов'язані функціонально з істинною температурою тіла і його випромінювальної здатністю: радіаційну, яркостную температуру Т ярко , колірну температуру Т кол .
Механізм випромінювання пламен можна моделювати за допомогою абсолютно чорного тіла. [4]
Абсолютно чорним тілом називається тіло, яке повністю поглинає все падаюче на нього випромінювання незалежно від напрямку падаючого випромінювання, його спектрального складу і поляризації, нічого не відбиваючи і не пропускаючи.
Основним властивістю абсолютно чорного тіла є те, що для характеру випромінювання і поглинання форма, матеріал і властивості поверхні тіла абсолютно байдужі.
поглощательная здатністю тіла називається величина, що показує, яка частина падаючої на поверхню тіла променевої енергії з певною довжиною хвилі поглинається ним при температурі Т.
Поглинальна здатність абсолютно чорного тіла для будь-яких довжин хвиль дорівнює одиниці, для всіх інших тіл поглощательная здатність менше одиниці. [7]
У загальному вигляді закон розподілу енергії в спектрі абсолютно чорного тіла визначається функцією:
В
Випромінювальні здатністю тіланазивається промениста енергія певної довжини хвилі випромінюється з 1 см 2 поверхні в 1 сек. при температурі Т.
Формула, запропонована Міхельсоном, мала вигляд
(11)
З цієї формули, зокрема, випливало, що
і
Пізніші дослідження, проведені Вином на основі другого початку термодинаміки і закону тиску світла, відкритого видатним російським фізиком П. Н. Лебедєва, дозволили точніше визначити залежність енергії випромінювання від і Т:
(12)
(де с - швидкість світла) і вивести рівняння розподілу енергії по спектру у функції довжини хвилі:
(13)
де C 1 = 3,7 В· 10 -12 вт В· см 2 , З 2 = 1,432 см В· град. p> Те ж рівняння в функції частоти випромінювання має вигляд:
(14)
З рівняння (14) випливає, що при даній температурі Т випромінювання досягає максимуму при певній довжині хвилі. Залежність між температурою випромінює тіла Т і довжиною хвилі має вигляд:
(15)
Чисельне значення постійної у формулі (14) дорівнює 2892 град, звідки:
(16)
де виражається в мікронах.
Ставлення випромінювальної здатності тіла до його поглинальної здатності при даній температурі і довжині хвилі є для всіх тіл постійною величиною; ця постійна дорівнює випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла.
З формули (16) випливає, що при збільшенні температури абсолютно чорного тіла максимум кривої випромінювання зміщується в бік більш коротких хвиль. Користуючись формулою (16), можна визначити довжину хвилі, відповідну максимальному випромінюванню енергії в спектрі при даній температурі абсолютно чорного тіла, або температуру абсолютно чорного тіла, якщо відома довжина хвилі, відповідна максимуму випромінювання. table cellspacing=0 cellpadding=0 hspace=0 vspace=0 height=68>
Рис.3. Криві розподілу
енергії випромінення а.ч.т при
різних температурах
На рис. 3 наведені криві розподілу енергії випромінювання абсолютно чорного тіла при різних температурах. По осі ординат відкладені значення випромінювальної здібності, а по осі абсцис - довжини хвиль у микронах.
На основі виведених раніше закономірностей про пропорційність випромінювання абсолютно чорного тіла четвертого ступеня його абсолютної температури і про зміщення максимуму випромінювання в бік коротких хвиль із збільшенням температури Вин запропонував формулу для визначення величини максимальної енергії випромінювання:
(17)
де - постійна, рівна 4,16 В· 10 -12 вт/см 3 В· град 5 . p> З формули (17) видно, що значення максимуму випромінювання в спектрі абсолютно чорного тіла зростає пропорційно п'ятого ступеня температури.
Для визначення випромінювальної здатності в довгохвильовій частині спектру зручна формула:
(18)
де СК = 0,412 В· 1012 вт В· см/град. p> Яркостная температура.
Під яркостной температурою розуміють температуру абсолютно чорного тіла,...
