- •15.Тепловое излучение. Его характеристики: энергетическая светимость, спектральная плотность, их взаимосвязь. Закон Стефана-Больцмана.
- •16. Поглощение теплового излучения. Коэффициент поглощения. Понятие абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа.
- •17. Распределение энергии в спектре теплового излучения. Закон Вина.
- •18.Инфракрасное излучение. Тепловидение. Методы получения изображений в тепловидении: фотоматериалы, жидкие кристаллы, электронно-оптические преобразователи.
- •Медицинская оптика.
- •33. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света.
- •34. Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, ее применение в медицине.
- •35. Оптическая система глаза. Недостатки зрения, методы их коррекции.
- •36. Оптический микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Полезное увеличение микроскопа.
- •37. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.
- •38. Специальные методы микроскопии. Иммерсионный микроскоп. Микроскоп темного поля. Поляризационный микроскоп.
- •40. Оптически активные вещества. Вращение плоскости поляризации. Поляриметры: оптическая схема и медицинское применение.
- •41. Поглощение света. Коэффициент пропускания света. Оптическая плотность вещества. Закон Бугера-Ламберта-Бэра. Молекулярный показатель поглощения света.
15.Тепловое излучение. Его характеристики: энергетическая светимость, спектральная плотность, их взаимосвязь. Закон Стефана-Больцмана.
Тепловое излучение – энергия электромагнитного излучения, испускаемого телом по всевозможным направлениям в единицу времени, в единице сечения.
Среднюю мощность излучения за время, значительно большее периода световых колебаний, принимают за поток излучения Ф. В СИ он выражается в ваттах (Вт).
Энергетическая светимость Re- поток излучения, испускаемый 1 м2 поверхности. Выражается в ваттах на квадратный метр (Вт/м2).
Спектральная плотность энергетической светимости тела rλ – величина, равная отношению энергетической светимости узкого участка спектра к ширине этого участка, Вт/м3.
Нагретое тело излучает электромагнитные волны различной длины волны. Энергетическая светимость, соответствующая выделенному интервалу от λ до λ+dλ, пропорциональна ширине интервала:
dRλ= rλdλ
Зависимость спектральной плотности энергетической светимости от длины волны называют спектром излучения тела.
Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры:
Re0=σT4
Величина σ – постоянная Стефана-Больцмана.
Можно качественно проиллюстрировать на разных телах (печь, электроплита и др.): по мере их нагревания ощущается все более интенсивное излучение. Закон позволяет, регистрируя излучение тел, определять их температуры (оптическая пирометрия).
16. Поглощение теплового излучения. Коэффициент поглощения. Понятие абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа.
Поглощающая способность тела – отношение электромагнитного излучения, поглощенного телом, и энергии излучения, падающего на тело.
Характеризуется коэффициентом поглощения:
Α= Епогл/Епад
Коэффициент поглощения зависит от длины волны. Может принимать значения от 0 до 1. Особенно хорошо поглощают излучение тела черного цвета; плохо – с белой поверхностью и зеркала.
Черное тело – тело, коэффициент поглощения которого равен единицу для всех длин волн (частот).
Черных тел в природе нет. Моделью черного тела является маленькое отверстие в замкнутой непрозрачной полости. Луч, попавший в это отверстие, многократно отразившись от стенок, почти полностью будет поглощен.
Закон Кирхгофа: при одинаковой температуре и длине волны отношение спектральной плотности энергетической светимости к коэффициенту поглощения одинаково для любых тел, в том числе и для черных.
(rλ/αλ)1=(rλ/αλ)2=…=ελ/1
Где ελ – спектральная плотность энергетической светимости черного тела.
Закон Кирхгофа может быть записан и в таком виде:
rλ/αλ = ελ
значит равносильно:
rλ = αλ ελ.
Так как для любого тела (нечерного) αλ < 1, то из выражения следует, что спектральная плотность энергетической светимости любого тела меньше спектральной плотности энергетической светимости черного тела при той же температуре. Черное тело при прочих равных условиях является наиболее интенсивным источником теплового излучения.