Kai juodojo kūno sistema sušyla iki tinkamos aukštos temperatūros, ji išskira visų galimų dažnių bangas, spinduliuoja energiją. Šis spinduliavimas vadinamas juodojo kūno spinduliavimu.

Artimiausia apytikrėms juodojo kūno savybėms sistema yra izoterminė ertmė (3 pav.), kurios paviršius pasižymi pastovia, nekintama temperatūra. Kai spinduliai patenka į rutulio vidų pro mažą tarpelį, jie daug kartų atsispindi ant vidinių sienelių. Po kelių atspindžių ar refleksijų, ertmė beveik visiškai absorbuoja, sugeria spinduliavimą.

 

 

Energijos pasiskirstymas tarp juodojo kūno spinduliavimo įvairaus ilgio bangų spektro nėra pastovus. Kadangi juodojo kūno emisija yra išskaidyta, spinduliavimo spektro intensyvumas palieka ertmę nepriklausomai nuo krypties.

Spinduliavimas iš pastovios temperatūros ertmės priklauso tik nuo ertmės temperatūros ir nepriklauso nuo medžiagos pobūdžio.

Planko paskirstymas

Juodojo kūno spinduliavimo intensyvumas esant temperatūrai T paaiškinamas Planko spinduliuotės dėsniu:

 

                                           1 lygtis

čia h – Planko konstanta ir turi vertę  h=6.626x10-34Js, k Boltzmano konstanta ir turi vertę k=1.381x10-23 J/K atitinkamai, c0 šviesos greitis vakume c0=2.998x108 m/s ir T – absoliučiai juodo kūno temperatūra (K).

Spektrinė juodojo kūno emisijos galia yra:

 

                            2 lygtis

Kur pirmoji ir antroji spinduliavimo konstanta yra  C1 = 2πhc02 = 3,742x108Wμm4/m2 ir C2= hc0/k= 1.439x104 μmK. 

2 lygtis žinoma kaip Planko pasiskirstymas.

Ši formulė naudojama apskritai praktiniam pritaikymui, nuotoliniam jutimui, šilumos perdavimui, radijo astronomijoje.

Į šias formules reikia atsižvelgti tik tada, jei terpė skaidri.

 

   Wieno poslinkio dėsnis

Sąryšis tarp absoliučiai juodo kūno temperatūros ir bangos ilgio, kuriame spinduliavimas yra stipriausias, paaiškinamas Wieno dėsniu ir atitinka λmax kuris priklauso nuo temperatūros T.

 

Wieno poslinkio dėsnio lygybė (3 lygtis), C3 reiškia trečiąją spinduliavimo konstantą:   C3 = 2897,8mK

λmax = C3 / T                                                             3 lygtis

Taigi, iš šio santykio matome, kad spinduliavimo intensyvumo maksimali vertė padidėja lygiagrečiai temperatūros penktam laipsniui.

 

 

Stefano-Boltzmano dėsnis

Pilna energija spinduliuojama iš absoliučiai juodo kūno paviršiaus vieneto yra proporcinga absoliučios temperatūros ketvirtajam laipsniui pagal Stefano-Boltzmano dėsnį:

 

Eb= σ xT4                                                                      4 lygtis

čia σ ryra Stefano-Boltzmano konstanta:   σ=5.67ßx10-8 W/m2K4 .

 

Susijusi nuoroda:

Jei domitės šia tema ir norėtumėte pažiūrėti ir išgirsti dar vieną požiūrį į šiuos 3 dėsnius, galite atsidaryti nuorodas apačioje:

http://www.youtube.com/watch?v=jbxty6aDfhU

http://www.youtube.com/watch?v=R2Af_VMTxZY