Закон Кирхгофа. Реальное тело находится в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой

Реальное тело находится в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой. Следовательно, если какое-то тело больше излучает, то оно должно и больше поглощать энергии для того, чтобы его температура не изменялась, и, соответственно, наоборот.

Таким образом, испускательная способность тела и его поглощательная способность связаны между собой.

Немецкий физик Г. Кирхгоф, опираясь на второй закон термодинамики и анализируя условия равновесного излучения в изолированной системе тел, установил количественную связь между испускательной и поглощательной способностью тел: отношение испускательной способности тела (спектральной плотности энергетической светимости) к его поглощательной способности (коэффициент поглощения) есть величина постоянная, не зависящая от природы тела (закон Кирхгофа):

(4)

Соотношение (4) справедливо для всех тел, в том числе и для абсолютно чёрных (), для которых поглощательная способность равна единице, т.е. . Поэтому можно записать:

,

где называется универсальной функцией Кирхгофа.

И тогда закон Кирхгофа примет вид:

.

Отношение испускательной способности к поглощательной способности не зависит от природы тела, оно является для всех тел одной и той же универсальной функцией длины волны и температуры, равной спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела.

Отсюда следует, в частности, что лучеиспускательная способность реальных тел всегда меньше лучеиспускательной способности абсолютно черного тела (поскольку ).