ТЕПЛОВО́Е ИЗЛУЧЕ́НИЕ

ТЕПЛОВО́Е ИЗЛУЧЕ́НИЕ (тем­пе­ра­тур­ное из­лу­че­ние), элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние, ис­пус­кае­мое час­ти­ца­ми ве­ще­ст­ва, на­хо­дя­щи­ми­ся в воз­бу­ж­дён­ном со­стоя­нии вслед­ст­вие те­п­ло­во­го дви­же­ния. Ха­рак­те­ри­сти­ки Т. и. ве­ще­ст­ва с ус­та­но­вив­шей­ся темп-рой (при энер­ге­тич. рав­но­ве­сии всех сте­пе­ней сво­бо­ды час­тиц) близ­ки к ха­рак­те­ри­сти­кам те­п­ло­во­го рав­но­вес­но­го из­лу­че­ния той же темп-ры, опи­сы­вае­мо­го План­ка за­ко­ном из­лу­че­ния. В от­сут­ст­вие по­то­ков из­лу­че­ния извне те­ло с аб­со­лют­ной темп-рой $T$ ис­пус­ка­ет в ок­ру­жаю­щее про­стран­ст­во све­то­вой по­ток, спек­траль­ная яр­кость ко­то­ро­го рав­на яр­ко­сти рав­но­вес­но­го Т. и., ум­но­жен­ной на по­гло­ща­тель­ную спо­соб­ность по­верх­но­сти те­ла на со­от­вет­ст­вую­щей час­то­те (Кирх­го­фа за­кон из­лу­че­ния). Те­ло, пол­но­стью по­гло­щаю­щее па­даю­щее на не­го из­лу­че­ние (по­гло­ща­тель­ная спо­соб­ность рав­на 1 на всех час­то­тах), из­лу­ча­ет рав­но­вес­ное Т. и. и на­зы­ва­ет­ся аб­со­лют­но чёр­ным те­лом. По­гло­ща­тель­ная спо­соб­ность ре­аль­ных тел мень­ше 1.

Ис­точ­ни­ком Т. и. мо­гут слу­жить рас­ка­лён­ные твёр­дые те­ла (напр., ни­ти ламп на­ка­ли­ва­ния), ат­мо­сфе­ры пла­нет и звёзд и др. Ес­ли темп-ра ис­точ­ни­ка вы­ше темп-ры ок­ру­жаю­щей сре­ды, то для под­дер­жа­ния ста­цио­нар­но­го со­стоя­ния ис­точ­ни­ка не­об­хо­дим под­вод энер­гии. Адиа­ба­ти­че­ски мед­лен­ный под­вод энер­гии не на­ру­ша­ет те­п­ло­во­го рав­но­ве­сия из­лу­чаю­ще­го те­ла, и его из­лу­че­ние со­хра­ня­ет ха­рак­те­ри­сти­ки Т. и. Так, Солн­це ис­пус­ка­ет свет в ок­ру­жаю­щее про­стран­ст­во как аб­со­лют­но чёр­ное те­ло с темп-рой 5800 К.

Зна­ние ха­рак­те­ри­стик Т. и., за­ко­но­мер­но­стей его ис­пус­ка­ния и по­гло­ще­ния по­зво­ля­ет бес­кон­такт­но оп­ре­де­лять темп-ру тел (см. Пи­ро­мет­рия оп­ти­че­ская), про­во­дить ана­лиз про­цес­сов пе­ре­но­са из­лу­че­ния в га­зах и плаз­ме, на­хо­дя­щих­ся в ус­ло­ви­ях ло­каль­но­го тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия, а так­же про­цес­сов в звёзд­ных ат­мо­сфе­рах.

Ин­тен­сив­ность $I$ Т. и. флук­туи­ру­ет с плот­но­стью ве­ро­ят­но­сти $p(I)=(1/I_{cр})\exp(–I/I_{cр})$, где $I_{cр}$ – ин­тен­сив­ность, рас­счи­ты­вае­мая по за­ко­ну Кирх­го­фа. Дан­ная плот­ность ве­ро­ят­но­сти сов­па­да­ет с Больц­ма­на рас­пре­де­ле­ни­ем и при пе­ре­хо­де к кван­то­во­му опи­са­нию из­лу­че­ния мо­жет быть пре­об­ра­зо­ва­на в ве­ро­ят­ность ре­ги­ст­ра­ции чис­ла $n$ фо­то­нов в мо­де Т. и.:$$p_n=\left( \frac{n_{cр}}{n_{cр}+1}\right)^n/(n_{cр}+1)$$где $n_{cр}$ – ср. чис­ло фо­то­нов.