ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

1. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Закон Стефана — Больцмана Связь энергетической светимости Reи спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела Энергетическая светимость серого тела Зависимость максимальной спектральной плотности энергетической светимости черного тела от температуры (2-ой закон) Закон смещения Вина (1-ый закон) Формула Планка 1

2. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 1. Максимум спектральной плотности энергетической светимости Солнца приходится на длину волны  = 0,48 мкм. Считая, что Солнце излучает как черное тело, определить: 1) температуру его поверхности; 2) мощность, излучаемую его поверхностью. Согласно закону смещения Вина Мощность, излучаемая поверхностью Солнца Согласно закону Стефана — Больцмана, 2

3. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 2. Определить количество теплоты, теряемое 50 см2 с поверхности расплавленной платины за 1 мин, если поглощательная способность платины АТ = 0,8. Температура плавления платины равна 1770 °С. Количество теплоты, теряемое платиной равно энергии, излучаемой ее раскаленной поверхностью Согласно закону Стефана — Больцмана, 2

4. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 3. Электрическая печь потребляет мощность Р = 500 Вт. Температура ее внутренней поверхности при открытом небольшом отверстии диаметром d = 5,0 см равна 700 °С. Какая часть потребляемой мощности рассеивается стенками? Полная мощность определяется суммой Согласно закону Стефана — Больцмана, Мощность рассеиваемая стенками Мощность, выделяемая через отверстие 3

5. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 4 Вольфрамовая нить накаливается в вакууме током силой I= 1 А до температуры T1 = 1000 К. При какой силе тока нить накалится до температуры Т2= 3000 К? Коэффициенты поглащения вольфрама и его удельные сопротивления, соответствующие температурам T1, Т2равны: a1= 0,115 и a2 = 0,334; 1 = 25,7 108Ом м, 2 = 96,2 108 Ом м Мощность излучаемая равна мощности потребляемой от электрической цепи в установившемся режиме Электрическая мощность выделяемая в проводнике Согласно закону Стефана — Больцмана, 5

6. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 5. В спектре Солнца максимум спектральной плотности энергетической светимости приходится на длину волны .0 = 0,47 мкм. Приняв, что Солнце излучает как абсолютно черное тело, найти интенсивность солнечной радиации (т. е. плотность потока излучения) вблизи Земли за пределами ее атмосферы. Сила света (интенсивность излучения) Световой поток Согласно законам Стефана — Больцмана и Вина 6

7. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 6. Длина волны 0, на которую приходится максимумэнергии в спектре излучения черного тела, равна 0,58 мкм. Определить максимальную спектральную плотность энергетической светимости (r,T)max, рассчитанную на интервал длин волн = 1 нм, вблизи 0 . Максимальная спектральная плотность энергетической светимости пропорциональна пятой степени температуры и выражается 2-ым законом Вина Температуру Т выразим из закона смещения Вина значение С дано в единицах СИ, в которых единичный интервал длин волн =1 м. По условию же задачи требуется вычислить спектральную плотность энергетической светимости, рассчитанную на интервал длин волн 1 нм, поэтому выпишем значение С в единицах СИ и пересчитаем его на заданный интервал длин волн: 7

8. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 7. Исследование спектра излучения Солнца показывает, что максимум спектральной плотности энергетической светимости соответствует длине волны =500нм. Принимая Солнце за черное тело, определить: 1) энергетическую светимость ReСолнца; 2) поток энергии Фе, излучаемый Солнцем; 3) массу электромагнитных волн (всех длин), излучаемых Солнцем за 1 с. 1. Согласно законам Стефана — Больцмана и Вина 2.Световой поток 3. Массу электромагнитных волн (всех длин), излучаемых Солнцем за время t=1 с, определим, применив закон пропорциональности массы и энергии Е=mс2. Энергия электромагнитных волн, излучаемых за время t, равна произведению потока энергии Фe ((мощности излучения) на время: E=Фet. Следовательно,Фе=mс2, откуда m=Фе/с2. 8