PPt4Web Хостинг презентаций

Главная / Физика / Тепловое излучение
X Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте его на свой сайт

X

Чтобы скачать данную презентацию, порекомендуйте, пожалуйста, её своим друзьям в любой соц. сети.

После чего скачивание начнётся автоматически!

Кнопки:

Презентация на тему: Тепловое излучение


Скачать эту презентацию

Презентация на тему: Тепловое излучение


Скачать эту презентацию



№ слайда 1 ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ лекция 5
Описание слайда:

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ лекция 5

№ слайда 2 §§ Равновесное излучение 02 Рассмотрим полость, температура стенок которой подде
Описание слайда:

§§ Равновесное излучение 02 Рассмотрим полость, температура стенок которой поддерживается постоянной. В начальный период времени полость будет заполнена излучением с характерным для материала полости спектром

№ слайда 3 03 За счет частичного поглощения, за счет хаотического теплового движения, атомы
Описание слайда:

03 За счет частичного поглощения, за счет хаотического теплового движения, атомы полости переходят в возбужденное состояние и излучают. При этом происходит изменение интенсивности, спектрального состава, состояния поляризации света. Система постепенно переходит в состояние равновесия, которому соответствует наибольшая вероятность. Это излучение называется равновесным.

№ слайда 4 04 Оно однородно, изотропно и деполяризовано. Спектральный состав и другие харак
Описание слайда:

04 Оно однородно, изотропно и деполяризовано. Спектральный состав и другие характе- ристики не зависят от свойств материала стенок полости (и тел внутри нее), а определяются только температурой стенок Излучение также можно характеризовать этой температурой и считать ее свойством самого излучения, которое также называется тепловым. Только тепловое излучение может быть равновесным.

№ слайда 5 05 При нарушении равновесия между телом и излучением, тело либо поглощает больше
Описание слайда:

05 При нарушении равновесия между телом и излучением, тело либо поглощает больше, чем излучает (т.е. нагревается), либо излучает, за счет убыли внутренней энергии (охлаждается). Интенсивность теплового излучения возрастает при повышении температуры.

№ слайда 6 §§ Характеристики излучения 06 Потоком (мощностью) излучения называется количест
Описание слайда:

§§ Характеристики излучения 06 Потоком (мощностью) излучения называется количество энергии, переносимой ЭМ волнами, за единицу времени со всей площади тела Это, например, та мощность, которую указывают на лампе или нагревателе

№ слайда 7 – распределение энергии по частотам (по длинам волн) 07 Энергетической светимост
Описание слайда:

– распределение энергии по частотам (по длинам волн) 07 Энергетической светимостью называется величина, равная мощности теплового излучения с единицы площади тела. [R] = 1 Вт/м2 Эти величины – интегральные, т.е. учитывают энергию, переносимую волнами всех частот (длин волн) Рассмотрим спектры

№ слайда 8 08 линейчатый спектр уединенные атомы, разряженные газы полосатый спектр конденс
Описание слайда:

08 линейчатый спектр уединенные атомы, разряженные газы полосатый спектр конденсированное вещество сплошной спектр равновесное (тепловое) излучение

№ слайда 9 09 Испускательная способность – величина, равная спектральной плотности энергети
Описание слайда:

09 Испускательная способность – величина, равная спектральной плотности энергетической светимости Это энергия, излучаемая телом в единицу времени с единицы площади в единичном интервале длин волн (частот)

№ слайда 10 §§ Поглощательная способность 10 Рассмотрим элементарную площадку и интервал час
Описание слайда:

§§ Поглощательная способность 10 Рассмотрим элементарную площадку и интервал частот излучения [ω, ω + dω] Пусть называется поглощательной способностью тогда безразмерная величина

№ слайда 11 11 Для абсолютно черного тела (АЧТ) Эта величина зависит от природы тела, частот
Описание слайда:

11 Для абсолютно черного тела (АЧТ) Эта величина зависит от природы тела, частоты падающего излучения. температуры, состояния поверхности, Тело называют серым, если

№ слайда 12 §§ Закон Кирхгофа 12 Рассмотрим два тела в замкнутой полости В этой системе уста
Описание слайда:

§§ Закон Кирхгофа 12 Рассмотрим два тела в замкнутой полости В этой системе устанавливается динамическое равновесие – оба тела будут иметь одинаковую температуру.

№ слайда 13 – универсальная функция Кирхгофа 13 Если тело обладает большей излучательной спо
Описание слайда:

– универсальная функция Кирхгофа 13 Если тело обладает большей излучательной способностью, то оно теряет на излучение больше энергии и, для поддержания температуры, такое тело должно больше поглощать. Кирхгоф, 1859 или испускательная способность абсолютно черного тела.

№ слайда 14 §§ Закон Стефана-Больцмана 14 Стефан, 1879, опытные данные – для любого тела Бол
Описание слайда:

§§ Закон Стефана-Больцмана 14 Стефан, 1879, опытные данные – для любого тела Больцман, 1884, теоретический расчет – только для АЧТ – постоянная Стефана–Больцмана

№ слайда 15 §§ Закон смещения Вина 15 длина волны λm, соответствующая максимуму, определяетс
Описание слайда:

§§ Закон смещения Вина 15 длина волны λm, соответствующая максимуму, определяется соотношением b = 2,898·10–3 м·К

№ слайда 16 §§ Формула Рэлея–Джинса 16 Рассмотрим, следуя Рэлею (1900) и Джинсу (1905), выво
Описание слайда:

§§ Формула Рэлея–Джинса 16 Рассмотрим, следуя Рэлею (1900) и Джинсу (1905), вывод выражения для спектральной плотности излучения в полости. Полная энергия теплового (равновесного) излучения: объемная плотность энергии ЭМВ

№ слайда 17 – энергия, приходящаяся на интервал частот [ω, ω + dω] 17 Энергия ЭМВ распределе
Описание слайда:

– энергия, приходящаяся на интервал частот [ω, ω + dω] 17 Энергия ЭМВ распределена по частотам неравномерно Предположим, что равновесное излучение в полости представляет собой систему стоячих волн. а форма полости – параллелепипед со сторонами a, b и c. Пусть поверхность стенок – зеркальная,

№ слайда 18 18 mx = 1, 2, 3 ... для осей y и z аналогично
Описание слайда:

18 mx = 1, 2, 3 ... для осей y и z аналогично

№ слайда 19 19 – волновой вектор для встречных волн: Модуль волнового вектора:
Описание слайда:

19 – волновой вектор для встречных волн: Модуль волнового вектора:

№ слайда 20 20 Вычислим приблизительное число таких волн N в зависимости от k. – объем, зани
Описание слайда:

20 Вычислим приблизительное число таких волн N в зависимости от k. – объем, занимаемый всеми состояниями в k-пространстве – объем одного состояния

№ слайда 21 21 Число состояний следовательно, число волн в интервале [ω, ω + dω] равно Учтем
Описание слайда:

21 Число состояний следовательно, число волн в интервале [ω, ω + dω] равно Учтем независимость двух состояний поляризации (умножим на 2):

№ слайда 22 17 энергия, приходящаяся на интервал частот [ω, ω + dω] Из закона Больцмана след
Описание слайда:

17 энергия, приходящаяся на интервал частот [ω, ω + dω] Из закона Больцмана следует, что на каждую степень свободы приходится одинаковая энергия ½kBT, а на колебательную степень свободы – энергия kBT.

№ слайда 23 23 формула Рэлея–Джинса В области низких частот (СВЧ, радиоволны и дальняя ИК) о
Описание слайда:

23 формула Рэлея–Джинса В области низких частот (СВЧ, радиоволны и дальняя ИК) она прекрасно согласуется с экспериментом

№ слайда 24 24 Однако, и полученное выражение не описывает 1) равновесие между телом и излуч
Описание слайда:

24 Однако, и полученное выражение не описывает 1) равновесие между телом и излучением 2) уменьшение спектральной плотности для высоких частот

№ слайда 25 §§ Формула Планка Спектральная плотность энергетической светимости (в данном слу
Описание слайда:

§§ Формула Планка Спектральная плотность энергетической светимости (в данном случае – на одно колебание) 25

№ слайда 26 26 Макс Планк (1900) Будем рассматривать вещество стенок полости как набор осцил
Описание слайда:

26 Макс Планк (1900) Будем рассматривать вещество стенок полости как набор осцилляторов, которые могут занимать лишь дискретный ряд уровней. – E0 – основное состояние – E1 – возбужденное состояние – Em – m-й уровень

№ слайда 27 27 Пусть P(E) – вероятность того, что система займет положение с энергией E – уб
Описание слайда:

27 Пусть P(E) – вероятность того, что система займет положение с энергией E – убывающая функция Обычно Где постоянную определяют из условия

№ слайда 28 28 получаем или Средняя энергия:
Описание слайда:

28 получаем или Средняя энергия:

№ слайда 29 29 Пусть уровни – «равноотстоящие», т.е. тогда Вычислим сумму
Описание слайда:

29 Пусть уровни – «равноотстоящие», т.е. тогда Вычислим сумму

№ слайда 30 30 Следовательно
Описание слайда:

30 Следовательно

№ слайда 31 31 классический предельный случай Планк предположил, что E0 ≠ 0 и определяется т
Описание слайда:

31 классический предельный случай Планк предположил, что E0 ≠ 0 и определяется только свойствами излучения Пусть энергия поглощается/излучается квантами (порциями) с энергией

№ слайда 32 32 тогда формула Планка
Описание слайда:

32 тогда формула Планка

№ слайда 33 33 Формула Планка дает исчерпывающее описание свойств теплового излучения. Она с
Описание слайда:

33 Формула Планка дает исчерпывающее описание свойств теплового излучения. Она содержит: 1) закон Стефана–Больцмана 2) закон смещения Вина 3) описание спектра теплового излучения во всем диапазоне λ

№ слайда 34 §§ Источники света 34 1) Солнце Спектр излучения Солнца близок к спектру АЧТ с T
Описание слайда:

§§ Источники света 34 1) Солнце Спектр излучения Солнца близок к спектру АЧТ с T ≈ 6000 K (λm ≈ 0.47μ)

№ слайда 35 35 2) Тепловые источники света Максимум спектральной плотности приходится на кра
Описание слайда:

35 2) Тепловые источники света Максимум спектральной плотности приходится на край видимой области при T = 3 850 К (λmax = 750 нм)

№ слайда 36 36 Дейви (Davy, 1778-1829) в начале 19 в. изобрел дуговую лампу Лодыгин, 1872 T
Описание слайда:

36 Дейви (Davy, 1778-1829) в начале 19 в. изобрел дуговую лампу Лодыгин, 1872 T ~ 2200 К η ~ 0.5 % t ~ 500–1000 ч. Гейсер в 1856 г. изобрел флуоресцентную лампу

№ слайда 37 37 1973 г., люминисцентные лампы Пары ртути в инертном газе (аргон, неон) испуск
Описание слайда:

37 1973 г., люминисцентные лампы Пары ртути в инертном газе (аргон, неон) испускают ультрафиолет, который вызывает свечение люминофора Такие лампы потребляют в 5 раз меньше энергии. Срок службы достигает 15000 ч.

№ слайда 38 38 Двойная спираль вольфрамовой нити (T ~ 3 000 К) внутри N2 (азот) при Tк: P~0.
Описание слайда:

38 Двойная спираль вольфрамовой нити (T ~ 3 000 К) внутри N2 (азот) при Tк: P~0.5 атм. Лампа накаливания

№ слайда 39 39 Излучение вольфрама не соответствует излучению АЧТ, что приводит к большей св
Описание слайда:

39 Излучение вольфрама не соответствует излучению АЧТ, что приводит к большей светоотдаче. срок службы: 500-1500 ч. КПД не превышает 5% (у лучших источников не более 20%) Галогеновые лампы имеют кварцевую колбу, а внутри – инертный газ с добавками галогенов , чтобы испаряющийся вольфрам вновь осаждался на спирали

№ слайда 40 – газоразрядные источники света 40 «Ксеноновые» лампы англ.: HID (High Intensity
Описание слайда:

– газоразрядные источники света 40 «Ксеноновые» лампы англ.: HID (High Intensity Discharge) источником света является электрическая дуга в газоразрядной камере с инертными газами мощность: 75 Вт - 50 кВт Для их розжига нужен мощный разряд — порядка 25 киловольт.

№ слайда 41 §§ Применение законов ТИ 1) ИК-сушка, нагрев 36 2) освещение (при T ~ 6700 K ηma
Описание слайда:

§§ Применение законов ТИ 1) ИК-сушка, нагрев 36 2) освещение (при T ~ 6700 K ηmax ~ 14% с учетом спектральной чувствительности глаз)

№ слайда 42 37 3) оптическая пирометрия а) закон Стефана–Больцмана (радиационная пирометрия)
Описание слайда:

37 3) оптическая пирометрия а) закон Стефана–Больцмана (радиационная пирометрия) б) закон смещения Вина (пирометр с исчезающей нитью) в) цветовые пирометры

Скачать эту презентацию


Презентации по предмету
Презентации из категории
Лучшее на fresher.ru