Уравнение переноса энергии в поглощающей среде

Уравнение, определяющее изменение интенсивности луча за счет поглощения, излучения и рассеивания среды, называется уравнением переноса лучистой энергии.

Если на граничной поверхности интенсивность излучения внешнего источника сплошного спектра задана , то изменение интенсивности излучения по отдельным длинам волн при прохождении в направлении l через слой поглощающей среды толщиной dl уменьшаться пропорционально этой интенсивности и бесконечно малому пути луча dl:

,

где - спектральная поглощательная способность среды. Она характеризует относительное изменение интенсивности излучения на единицу длины луча.

Если const, то это уравнение можно записать:

,

где l – полная толщина слоя среды.

Тогда зависимость, выражающая ослабление интенсивности излучения в поглощающей среде

.

Это уравнение носит название закона Буггера.

Коэффициент поглощения среды в этом случае

.

В условиях термодинамического равновесия на основании закона Кирхгофа спектральный коэффициент поглощения вещества равен коэффициенту теплового излучения

.

Таким образом, для определения коэффициента поглощения и коэффициента теплового излучения необходимо располагать данными по спектрам поглощения и излучения. Поглощательная способность среды в общем случае зависит от физической природы среды, длины волны, температуры и давления.

В.А.Фабрикант применил закон Буггера к средам, усиливающим излучение. Эти среды применяются в лазерах.