Вопрос 2. Энергетическая светимость. Излучательная, отражательная и поглощательная способность тела.

Количественной характеристикой интенсивности теплового излучения является энергетическая светимость .Если в интервале частот от ν до тела излучается энергия , то поток энергии, приходящийся на единичный интервал частот, называется спектральной излучательной способностью тела, т.е.

. (16.1)

Величина является функцией частоты и температуры. Значения и зависят также от природы излучающего тела.

Суммарный поток энергии излучения с единицы поверхности тела по всему диапазону частот

(16.2)

называется интегральной излучательной способностью тела или его энергетической светимостью. В системе СИ спектральная излучательная способность имеет размерность Вт/м³.

Излучательную способность тела вместо введенной выше величины R( ) можно выразить зависимостью от соответствующей длины волны излучения ( ): . Для новой переменной воспользуемся выражением, аналогичным (16.2), и перейдем от интегрирования по частотам к интегрированию по длинам волн ( ):

. (16.3)

Сопоставив выражения (16.3) и (16.2), получаем уравнение связи между и :

. (16.4)

Если на элементарную площадку поверхности тела падает поток лучистой энергии , создаваемый электромагнитными волнами, частоты которых заключены в интервале от ν до , то часть этого потока отражается от поверхности тела , часть поглощается , а часть потока проходит через всю толщину тела . На основе баланса энергии запишем равенство:

. (16.5)

Последнее слагаемое зависит от строения и толщины тела. В большинстве случаев оно мало по сравнению с первыми двумя, поэтому в дальнейшем им будем пренебрегать. Разделим выражение (16.5) на величину , получим:

. (16.6)

Величина называется отражательной способностью тела (монохроматический коэффициент отражения), а величина

(16.7)

называется спектральной поглощательной способностью тела. Эти характеристики тела зависят не только от частоты ν излучения и температуры тела, но также и от его природы. Из формулы (16.6) следует, что .