Закон излучения Кирхгофа. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Кирхгофа закон излучения - один из осн. законов теплового излучения, устанавливающий зависимость между испусканием и поглощением эл--магн. излучения телом определ. температуры Т. Открыт Г. Р. Кирхгофом (G. R. Kirchhoff) в 1859, положил начало развитию теории равновесного теплового излучения.

Согласно К. з. и., отношение испускателъной способности тела (поверхности непрозрачного тела) к его поглощательной способности одинаково для всех тел и является универсальной функцией частоты

(или длины волны

) излучения и абс. температуры Т; эта функция определяется Планка законом излучения. К. з. и. справедлив для теплового излучения любой частоты, как испускаемого элементом поверхности тела в нек-ром направлении, так и испускаемого во всех направлениях (т. е. в пределах телесного угла

Испускат. способность в заданном направлении

,т (энергетич. яркость поверхности) определяется потоком энергии излучения, испускаемым с единицы поверхности за единицу времени в этом направлении (в расчёте на единицу телесного угла), а поглощат. способность

- отношением поглощённой энергии к энергии падающего излучения. К. з. и. для этого случая имеет вид

где

- испускат. способность абсолютно чёрного тела (для него ) в заданном направлении, одинаковая во всех направлениях и совпадающая с интенсивностью

равновесного излучения при температуре Т (см. Излучение равновесное).

Испускат. способность во всех направлениях в пределах телесного угла

получается интегрированием потока энергии излучения

, испускаемого в телесном угле

(

- угол между определ. направлением и нормалью к поверхности тела,

поглощат. способность тела по отношению к падающему на него равновесному излучению,

- испускат. способность абсолютно чёрного тела, совпадающая с потоком энергии равновесного излучения за единицу времени через единичную площадку в одну сторону. К. з. и. принимает вид

К. з. и. выводится из предположения о полном тер-модинамич. равновесии излучения с веществом и строго справедлив лишь для равновесного теплового излучения, в частности для излучения, заполняющего замкнутую полость при температуре Т. Однако он с хорошей точностью применим к тепловому излучению, испускаемому с поверхности тела, нагретого до высокой температуры, в окружающую более холодную среду, собственное излучение к-рой мало по сравнению с излучением данного тела, так что можно рассматривать эту среду как вакуум (разумеется, что для поддержания стационарного состояния необходимо подводить к излучающему в вакуум телу энергию).

При рассмотрении равновесия излучения с заполняющим объём разреженным веществом (газом, плазмой), в частности локального термодинамич. равновесия, К. з. и. устанавливает связь коэф. испускания

(объёмной испускателъной способности) - потока энергии излучения частоты

, испускаемого единичным объёмом вещества за единицу времени в нек-ром направлении (в расчёте на единицу телесного угла), и коэф. поглощения

, определяющего уменьшение интенсивности излучения

на единице длины вследствие поглощения, равное

. При равновесии в объёме излучения с веществом поглощённая энергия

компенсируется испущенной энергией

и К. з. и. имеет вид

Эта форма записи К. з. и. используется в теории переноса излучения, в частности в её применениях к звёздным атмосферам (см. Звёзды)и плазме.

Литература по закону излучения Кирхгофа

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.