Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Калитеевский Н.И. -> "Волновая оптика" -> 157

Волновая оптика - Калитеевский Н.И.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика — М.: Высшая школа, 1995. — 463 c.
ISBN 5-06-003083-0
Скачать (прямая ссылка): volnovayaoptika1995.djvu
Предыдущая << 1 .. 151 152 153 154 155 156 < 157 > 158 159 160 161 162 163 .. 175 >> Следующая

Заключая этот краткий обзор оптических методов измерения температуры раскаленных тел, отметим 'еще раз, что в общем случае все три измеренные величины (Град, Тпв, Тярк) могут быть различными и само понятие истинной температуры будет довольно неопределенным, особенно если вспомнить, что все эти методы фактически основаны на использовании законов, применимых лишь к излучению черных тел. Поэтому представляют-
414
ся некорректными иногда встречающиеся в литературе значения температур с очень малой ошибкой, основанные лишь на хорошей воспроизводимости измерений без учета возможных систематических ошибок, связанных с особенностями спектров поглощения и испускания исследуемого тела.
Для того чтобы завершить рассмотрение стандартных приложений законов черного тела, кратко охарактеризуем эффективность тех или иных источников при использовании их для целей освещения. Хорошо известно, что лампа накаливания с вольфрамовой нитью вошла в практику в конце прошлого столетия и сыграла громадную роль в условиях жизни и труда людей во всем мире. По сей день этот простой и удобный источник света широко используют в быту и на производстве. Многочисленные научные и инженерные исследования позволили увеличить срок службы лампы накаливания и другие ее эксплуатационные качества, но мало что могли изменить в эффективности этого источника света, т.е. в увеличении доли энергии, которая может быть использована для целей освещения окружающего пространства. Достаточно взглянуть на рис. 8.1, где изображена светимость черного тела для двух температур, а вертикальными линиями ограничена видимая часть спектра (4000 — 7000А), чтобы оценить, сколь малая доля излучения черного тела может быть эффективно использована в этих целях, даже в том случае (Г « 5000 К), когда А.макс совпадает с зеленой областью спектра, в которой чувствительность глаза наибольшая. Расчеты показывают, что при этих оптимальных условиях лишь около 13% всей излучаемой энергии может быть использовано для освещения . Значительно меньшая часть энергии черного тела может быть утилизирована в том случае, когда его температура составляет примерно 3000 К и максимум излучения находится в инфракрасной области спектра (вблизи 1 мкм). Дальнейшее уменьшение температуры черного тела приведет к еще более низкому коэффициенту использования излучаемой энергии.
Большинство раскаленных тел не могут иметь температуру выше 3000 К, так как при такой температуре плавятся почти все металлы. Поэтому коэффициент полезного действия ламп накаливания совсем невелик и в лучшем случае (мощные лампы с вольфрамовой нитью) составляет около 3% . Следует указать, что рассмотренная выше аномалия излучения вольфрама (см. рис. 8.6) является выгодной для повышения светоотдачи в видимой области, так как меньшая часть общей энергии приходится на бесполезную в целях освещения далекую инфракрасную часть спектра. Для того чтобы уменьшить распыление нити при высокой температуре (Т » 3000 К), такие источники света заполняют инертным газом. Все эти усовершенствования позволяют повысить к.п.д. от 2%, характеризующих эффективность
415
использования обычной 50-ваттной лампы накаливания, до значения, не превышающего 3% .
Учитывая, что значительная часть вырабатываемой электрической энергии используется на питание столь малоэффективных источников света, поиски принципиально новых способов освещения приобретают большое значение. Так, например, безусловно прогрессивно все увеличивающееся внедрение люминесцентных ламп, которые по эффективности заметно превосходят отживающие лампы накаливания. Принцип действия этих ламп сводится к возбуждению люминесценции вещества специально подобранного состава, наносимого на внутреннюю поверхность колбы, заполненной смесью паров ртути. Такая лампа излучает при электрическом разряде мощные ультрафиолетовые линии, вызывающие люминесценцию препарата в видимой части спектра. Варьируя состав и свойства люминофора и светящегося газа, можно добиться хорошего совпадения спектрального состава излучаемого света с привычным излучением Солнца, что является немаловажным дополнительным преимуществом этих ламп дневного света. Очень интересны также созданные в последнее время мощные лампы, используемые для освещения больших улиц и площадей. Обычно применяют свет электрического разряда специально подобранной смеси инертных газов, паров ртути и натрия, которые имеют мощные линии в видимой области спектра.
§ 8.3. НЕДОСТАТОЧНОСТЬ КЛАССИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ РАВНОВЕСНОГО ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. ФОРМУЛА ПЛАНКА
Для того чтобы увязать приведенные ранее термодинамические соотношения с результатами экспериментов по определению зависимости испускательной способности черного тела от длины волны и температуры, нужно сделать какие-то предположения о механизме испускания света. Проведем такое рассмотрение, исходя из известной модели гармонического осциллятора (см. рис. 1.21), которая широко используется для описания различных атомных процессов. Так, например, в рамках этой модели (см. § 4.3) была получена хорошо согласующаяся с данными опыта зависимость показателя преломления от длины волны и описаны многие другие явления.
Предыдущая << 1 .. 151 152 153 154 155 156 < 157 > 158 159 160 161 162 163 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed