Кейбір температурадағы абсолютті қара дене шығарған сәуленің спектрлік талдауы - Т температураға дейін қыздырылған ішіне қуыс істелген дене бар болсын.
- Қуыстың қабырғалары жылулық сәуле шығаратындықтан, қуыс осы сәулемен толтырылған болады. Дене температурасы тұрақты етіп ұсталатын стационарлық жағдайларда қуыстағы жылулық сәуленің сипаттамаларының тұрақты және белгілі мәндері болады, дәлірек айтқанда, қуыс қабырғаларының жарық шығару және жұту процестері өзара бірін-бірі теңестіретіндей мән-дері болады. Басқаша айтқанда, стационарлық жағдайларда қуыс қабырғалары мен оның ішіндегі сәуле арасында жылулық тепе-теңдік орнайды. Осы жағдайда қуыстағы жылулық сәуле тепе-теңдік сәуле деп аталады. Қуысты сыртқы кеңістікпен қосатын кішкене тесік істеп тепе-теңдік жылулық сәулені зерттеуге болады. Осы тесік арқылы тепе-теңдік жылулық сәуле қуыстан сыртқа шығатын болады және оның сипаттамаларын өлшеуге болады.
- 1859ж. неміс физигі Г. Кирхгофтың ашқан заңына сәйкес тепе-теңдік күйде сәуле шығарғыштық қабілеттіліктің сәуле жұтқыштық қабілеттілікке қатынасы дене табиғатына тәуелді емес:
-
- Мұнда - барлық денелер үшін бірдей жарық жиілігі мен дене температурасының әмбебап функциясы, қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетілігі деп аталады. Осы атаудың мағынасы қара дене анықтамасынан түсінікті, осы анықтамаға сәйкес осындай дене үшін , демек, . Алғашында Кирхгоф осы заңды термодинамика түсініктерін пайдаланып теориялық қорытып шығарды. Кейіннен осы заң тәжірибеде расталды.
Кирхгоф заңын растайтын теориялық ой-пікірлерді қарастырайық. Тепе-теңдік жылулық сәулемен толтырылған қуыс ішінде қандай да бір дене бар деп ұйғарайық. Сірә, жылулық тепе-теңдік күйдегі дененің жұтатын сәуле қуаты оның шығаратын қуатына тең: - Кирхгоф заңын растайтын теориялық ой-пікірлерді қарастырайық. Тепе-теңдік жылулық сәулемен толтырылған қуыс ішінде қандай да бір дене бар деп ұйғарайық. Сірә, жылулық тепе-теңдік күйдегі дененің жұтатын сәуле қуаты оның шығаратын қуатына тең:
- өйткені бұлай болмаған жағдайда дене қыздырыла немесе салқындай басталар еді, ал бұл тепе-теңдіктің бұзылуына әкелер еді. Дененің сәуле шығарғыштық және жұтқыштық қабілеттіліктерінің анықтамаларын пайдаланып, мынаны жазамыз:
- мұндағы - сәуле шығарғыштық қабілеттілік, - сәуле жұтқыштық қабілеттілік, - дене бетінің элементіне түсетін -ден -ге дейінгі спектрлік аралығындағы жиілігі бар сәуле қуаты. (3)-(5) өрнектерінен мына өрнек шығады:
Достарыңызбен бөлісу: |
