Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мирошников М.М. -> "Теоретические основы оптико-электронных приборов" -> 76

Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.

Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов — Л.: Машиностроение, 1977. — 600 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriticheskieosnovi1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 180 >> Следующая

Для сложного потока излучения интегральная излучательная способность еТ определяется как отношение суммарной (по всему спектру) энергетической яркости данного тела к суммарной энергетической яркости абсолютно черного тела при той же температуре:
ет= j ет (к) В^тТ dlj j B$T dk.
Я) Я.1
* При одновременном использовании одинаковых обозначении для абсолютно черного тела и реальных тел первые имеют индекс АЧТ. Если же из текста ясно, что речь идет об излучении черного тела, индекс опускается.
255
Спектральную излучательную способность ет (X) можно выразить через соответствующие спектральные (монохроматические) значения энергетических яркостей
tr Вт (>,)1В$ЧГ (),), а в соответствии с законом Кирхгофа
Вт (Ц/ат (Ц = ВтЧТ (М/а?ЧТ (А).
Так как для абсолютно черного тела а?чт (X) = 1, то
С&Т (А) ~ 8т (^)>
Полученное соотношение представляет собой по существу еще одну формулировку закона Кирхгофа: чем выше коэффициент поглощения тела, тем лучшим излучателем оно является. Для абсолютно черного тела
в?чт(Я)=с?чт(Л.)=1.
Следовательно, коэффициент поглощения (спектральный и интегральный) характеризует не только способность среды или тела задерживать попавшее в них излучение, но характеризует и излу-чательные свойства среды (тела).
Поскольку излучательная способность (коэффициент направленного излучения) определяется отношением энергетической яркости данного тела к энергетической яркости абсолютно черного тела, она зависит от направления распространения излучения. Если угол между направлением излучения и нормалью к поверхности равен нулю, то излучательную способность называют нормальной, а в том случае, когда она измеряется для всего диапазона длин волн — полной.
Значения полной, нормальной излучательной способности некоторых материалов, заимствованные из книги Хадсона «Инфракрасные системы», приведены в табл. 10.
Поглощение и испускание излучения телом может происходить в существенно различных спектральных диапазонах, что приводит к значительным отличиям отношения а/е от единицы. Например, при освещении снегового покрова солнцем, 98% излучения которого лежит в диапазоне 0,15—3 мкм, поглощение излучения происходит в этом же диапазоне, а 98% испускаемого снегом излучения заключено в диапазоне 3—70 мкм с максимумом около 10 мкм.
Отличие от единицы отношения коэффициента поглощения солнечного излучения к низкотемпературной излучательной способности используется при обеспечении равновесной температуры космических кораблей, так как для тела, находящегося в космическом пространстве, единственной возможностью отдать поглощенную энергию солнечных лучей является излучение этой энергии. Например, для полированного алюминия коэффициент
256
Таблица 10
Значения излучательной способности (полной, нормальной) некоторых материалов
Материал Температура, °С Излучатель-ная способность Материал Температура, °С Излучатель-ная способность
Алюминий: Бетон 20 0,92
полированные 100 0,05 Стекло (полирован- 20 0,94
листы ное)
неполированные 100 0,09 Лак:
листы белый 100 0,92
анодированные 100 0,55 матовый черный 100 0,97
листы Бумага (белая) 20 0,93
слои, нанесенные 20 0,04 Песок 20 0,9
вакуумным на- Кирпич 20 0,93
пылением Человеческая кожа 32 0,98
Сталь: Вода 20 0,96
полированная 100 0,07 Лед:
окисленная 200 0,79 гладкий — 10 0,96
Золото (хорошо по- 100 0,02 замерзшие кри-
лированное) сталлы —10 0,98
Уголь: Снег —10 0,85
сажа 20 0,95 Почва 20 0,95
графит 20 0,98
поглощения солнечных лучей составляет а = 0,387, а излуча-тельная способность этого же материала, находящегося при температуре 300 К, равна е = 0,027, следовательно, отношение а/е = 14,35. В то же время белое покрытие из двуокиси титана имеет а = 0,19 и е = 0,94, т. е, а/е = 0,20.
В общем случае излучение нечерного тела складывается из собственного излучения и отраженного от него излучения других тел
соб отр*
Спектральную плотность энергетической светимости отраженного излучения RKотР можно выразить через спектральную плотность энергетической освещенности Е^ и спектральный коэффициент отражения рт (X)
Я* OTP = PrW?>.,
причем спектральный коэффициент отражения рТ (А) равен отношению монохроматического потока излучения, отраженного данным телом, к монохроматическому потоку излучения, упавшему на него.
В свою очередь спектральную плотность энергетической светимости собственного (теплового) излучения R%Co6 можно
9 М. М. Мирошников
257
выразить через спектральную энергетическую светимость абсолютно черного тела и спектральную излучательную способность
Rk соб = ът (^) Ri?T.
Следовательно, общую спектральную плотность энергетической светимости нечерного тела можно найти следующим образом:
«„ = erW^4T+P
Если тело полностью непрозрачно, т. е. все излучение, падающее на него, либо поглощается, либо отражается, то сумма спектральных коэффициентов поглощения и отражения равна единице
Kj -j- Ру (^) —¦ 1,
а так как
ат (к) = ет (к),
то
Rts = 8г (М RiT г + [ 1 - ет (Ц] Ек.
Для полупрозрачных тел имеет место более сложное соотношение, учитывающее коэффициент пропускания
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 180 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed