Основные законы излучения

Основные законы излучения подробно рассмотрены в курсе фи­зической метеорологии. Поэтому рассмотрим лишь основные понятия, значение которых необходимо при выводе и анализе уравнения пере­носа излучения.

Важную роль в теории переноса излучения играет модель иде­ального излучателя (поглотителя) — абсолютно черного тела (АЧТ). Если ввести коэффициент поглощения электромагнитного излучения

где Фпад — поток (мощность)падающего на тело излучения,

Фпогл — та часть из этого потока, которая телом поглотилась, а также коэффициент отражения

где Ф_отр — поток отраженного телом излучения, то для АЧТ эти ко­эффициенты соответственно равны

Способность тела испускать электромагнитное излучение опре­деляется его излучательной способностью s. Для любого тела, со­гласно закону излучения Кирхгофа, его излучательная способность s равна его коэффициенту поглощения а при заданной температуре Т и длине волны 2:

Излучение АЧТ превышаетизлучение любых других тел при данной длине волны и температуре. Его излучательная способность 2АЧТ (подобно коэффициенту поглощения) равна единице.

Реальные тела — не черные, их излучательная способность все­гда меньше единицы. При одной и той же температуре потоки излуче­ния, испускаемые реальными (Ф) и абсолютно черными (ФАЧТ) телами, связаны соотношением Ф = ФАЧТ .

Спектральную плотность, или спектральную яркость, излуче­ния АЧТ как функцию температуры и длины волны описывает закон Планка:

Здесь В(2, Т) — мощность излучения, приходящаяся на единицу площади, единицу длины волны и единицу телесного угла, измеряется

согласно которой яркость убывает до нуля по показательному закону. В этой области частот зависимость яркости от температуры очень

сильна: на фиксированной частоте значение функции B(v, Т) быстро возрастает с повышением температуры.

В СВЧ диапазоне энергия квантов электромагнитного излуче­ния мала, hv