Кнутой полости

Между испускательной Е _n,Т и поглощательной А _n,Т способностями существует опреде­ленная взаимосвязь. Для установления этой взаимосвязи рассмотрим некую замкнутую полость, вырезанную внутри изолированного от внешних воздейст­вий тела(см.рис.). Каждый участок поверхности полости излуча­ет и поглощает лучистую энергию.Согласно законам термодина­мики через не-которое время внутри полости наступит равновесие – темпера-тура всех ее частей(и излучения тоже) станет одинаковой. Излучение, находящееся в тепловом равновесии с окружающими телами,называется равновесным. Опыт показывает, что в природе излучение всегда равновесно, т.е.его интенсивность и спектральный состав в точности соответствует темпе-ратуре излучившего его тела.

Существующий между различными участками поверхности тепловой баланс должен выпол­няться для всех каналов теплообмена, т.к. в противном случае можно бы было перекрыв лю­бой из них добиться нарушения равновесия,что противоречит законам термо-динамики.В частности.это значит.что равновесие выполняется для каждого частотного интервала. Выделим внутри полости некоторую площадку S, излучательная способность которой равна Е_n,Т, а поглощательная - А_n,Т, и пусть на эту площадку падает поток энергии dФ_пад.B интервале частот от n до n+ dn площадка излучает поток энергии dФ_изл = Е_n,Т Sdn и поглощает dФ_пог = А_n,ТdФ_пад.В равновесии dФ_изл = dФ_пад. Из этого следует: dФ_пад = dnS.

Заменим теперь площадку S участком поверхности абсолютно черного тела с излучатель-ной способностью e_n,Т.Равновесие от этого нарушится не должно, и поток падающей энер-гии должен сохранить свое значение: dФ_пад = e_n,Т S d n. Сравнивая это выражение с выраже-нием для падающего потока энергии на площадку S, получим:

т.е. отношение испускательной и поглощательной способностей остается постоянным для любого тела.. Другими словами, их отношение есть универсальная функция частоты и температуры.Это положение носит название закона Кирхгофа.