КИ́РХГОФА ЗАКО́Н ИЗЛУЧЕ́НИЯ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КИ́РХГОФА ЗАКО́Н ИЗЛУЧЕ́НИЯ, один из осн. законов теплового излучения, устанавливающий зависимость между испусканием и поглощением излучения определённой частоты $ν$ телом с темп-рой $T$. Открыт Г. Р. Кирхгофом в 1859. Согласно К. з. и., в условиях термодинамич. равновесия отношение испускательной способности тела (поверхности непрозрачного тела) к его поглощательной способности одинаково для любых тел и является универсальной функцией частоты $ν$ (или длины волны $λ$) излучения и абсолютной темп-ры тела $Т$ (конкретный вид этой функции получен в 1900 М. Планком, см. Планка закон излучения). К. з. и. справедлив как для определённого элемента телесного угла распространения излучения, так и в пределах телесного угла $2\pi$.
Испускательная способность $В_ν,T $ тела в расчёте на единицу телесного угла (энергетическая яркость поверхности) определяется потоком энергии излучения единицей поверхности в единицу времени, а поглощательная способность $A_ν,T$ – отношением поглощённой энергии излучения к энергии падающего излучения. К. з. и. имеет вид:$$В_{ν,T}/А_{ν,T}=B^0_{v,T}=I_{ν,T},$$где – $B^0_{v,T}$испускательная способность абсолютно чёрного тела (для него $А_{ν,Т}=1$), совпадающая с интенсивностью $I_{ν,T} $ равновесного излучения.
Интегрируя $В_{ν,T}$ и $А_{ν,T}$ по всем направлениям в пределах телесного угла $2\pi $ и взяв отношение полученных полных испускательной $ε_{ν,T}$ и поглощательной $a_{ν,Т}$ способностей тела, получим К. з. и. в виде:$$ε_{ν,T}/ a_{ν,T}=ε^0_{v,T},$$
К. з. и. справедлив для равновесного теплового излучения, однако он с хорошей точностью применим для случая, когда темп-ра излучающего тела высока, а темп-ра окружающей среды столь низка, что её собственным излучением можно пренебречь (т. е. считать среду вакуумом). К. з. и. применяют в теории переноса излучения (напр., в звёздных атмосферах), когда в целом излучение системы неравновесное, однако в малых объёмах его можно считать равновесным (см. Локальное термодинамическое равновесие).
