Презентация по физике на тему "Тепловое излучение" (11 класс)

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

ПОНЯТИЕ Тепловое излучение- это электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счёт его внутренней энергии. Оно обуславливается возбуждением частиц вещества при соударениях в процессе теплового движения колеблющихся ионов. Интенсивность излучения и его спектральный состав зависят от температуры тела, поэтому тепловое излучение не всегда воспринимается глазом. Тело, нагретое до высокой температуры значительную часть энергии испускает в видимом диапазоне, а при комнатной температуры- энергия испускается в инфракрасной части спектра.

ТЕПЛОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ Пламя Лампа накаливания Солнце

ОБЛАСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ По международным стандартам различают 3 области излучения: 1. Инфракрасная область А λ - от 780 до 1400 нм 2. Инфракрасная область В λ - от 1400 до 3000 нм 3. Инфракрасная область С λ - от 3000 до 1000000 нм.

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 1. Тепловое излучение- это универсальное явление присущее всем телам и происходящее при температуре отличной от абсолютного нуля ( - 273 К). 2. Интенсивность теплового излучения и спектральный состав зависят от природы и температуры тел. 3. Тепловое излучение является равновесным, т.е. в изолированной системе при постоянной температуре тела излучают за единицу времени с единицы площади столько энергии, сколько получают извне. 4. Наряду с тепловым излучением все тела обладают способностью поглащать тепловую энергию извне.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГЛОЩЕНИЯ 1.   Лучистая энергия - W(Дж) 2.   Лучистый поток - Р = W/t (Вт) 3.   Излучательная способность (энергитическая светимость)- это энергия электромагнитного излучения, излучаемая по всем возможным направлениям за единицу времени с единицы площади при данной температуре - RT= W/St  (Вт/м2)  4.   Поглощательная способность (коэффициент поглощения) равен отношению лучистого потока, поглощенного данного тела  к лучистому потоку, упавшему на тело при данной температуре.  αт = Рпогл / Рпад.

ТЕПЛОВЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА. ПОНЯТИЕ АБСОЛЮТНО ЧЁРНОГО ТЕЛА. Тепловые излучатели- это технические устройства для получения теплового лучистого потока. Каждый тепловой источник характеризуется излучательной способностью, поглащательной способностью, температурой излучательного тела, спектральным составом излучения. В качестве стандарта введено понятие абсолютно чёрного тела (а.ч.т.) При прохождении света через вещество, лучистый поток частично отражается, частично поглощается, рассеивается и частично проходит через вещество. Если тело полностью поглощает падающий на него световой поток, то его называют абсолютно чёрное тело. Для всех длин волн и при любых температурах коэффициент поглощения α=1. Абсолютно чёрного тела в природе нет, но можно указывать на тело близкое к нему по своим свойствам.

Модельно а.ч.т. является полость с очень малым отверстием стенки которого зачернены. Луч, попавший в отверстие после многократных отражений от стенок, будет поглощён практически полностью. Если нагреть такую модель до высокой температуры, то отверстие будет светиться, такое излучение называется чёрным излучением. К а.ч.т. близки поглощательные свойства чёрного бархата. α для сажи = 0,952 α для чёрного бархата = 0,96 Примером служит зрачок глаза, глубокий колодец и т.д. Если α=0, то это обсолютно зеркальная поверхность. Чаще α находится в пределах от 0 до 1, такие тела называются серыми. У серых тел коэффициент поглощения зависит от длины волны, падающего излучения и в значительной степени от температуры.

ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА 1. Закон Киркгофа: Отношение излучательной способности тела к поглощательной способности тела при одинаковой температуре и при одинаковой длине волны есть величина постоянная. 2. Закон Стефана-Больцмана: излучательная способность а.ч.т. пропорциональна четвёртой степени его абсолютной температуры. RT~T RT=δT δ - постоянная Стефана-Больцмана. δ=5,669*10-8 (Вт/ м2*К4) W=Pt=RTSt= δStT4 t- время, Т-температура При увеличении температуры (Т) мощность излучения растёт очень быстро. При увеличении времени (t) до 800 мощность излучения увеличится в 81 раз.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ