Білім беру бағдарламасы бойынша оқитын студенттерге арналған дәрістер жинағы Алматы 2021

33 
молекулалардың жылулық қозғалысының энергиясы) өзгергенде шығарылатын 
электромагниттік сәуле шығару. 
Температурасы абсолюттік нөлден жоғары кез келген агрегаттық күйдегі 
барлық денелер жылулық сәуле шығарады. Жылулық сәуле шығару 
қарқындылығы мен оның спетрлік құрамы сәуле шығаратын дененің 
оптикалық қасиеттері мен температурасына тәуелді. Жылулық сәуле шығару 
үшін жарық сәулелерінің таралу, шағылу, сыну заңдары орындалады. 
Жылулық сәуле шығару – затпен термодинамикалық тепе теңдікте бола 
алатын жалғыз сәуле шығару түрі. 
Жылулық сәуле шығарудың спектрі кейбір жиіліктегі интенсивтілігі 
максимум болатын тұтас спектр.
Кез келген дененің жылулық сәуле шығаруы төмендегі шамалармен 
сипатталады. Энергетикалық жарқырау 
T
R
– сәуле шығаратын дененің бірлік 
бетінен бірлік уақытта барлық бағытта (

2
бұрыш шамасына) шығарылатын 
толық энергия ағынына тең шама 
dS
dФ
R
T
=
. 
 
 
 
 
 

(7.1)
Дененің бірлік беті арқылы бірлік уақытта 


d
жиілік интервалында 
шығарылатын энергия ағынының бөлігі дененің сәуле шығару қабілеті 
T
r
,

деп 
аталады 



d
r
dR
T
T
,
,
=
. 
(7.2) 
Сәуле шығару қабілеті сәуле шығару энергиясының жиілікке тәуелді 
таралу функциясы болып табылады. Энергетикалық жарқыраудың сәуле 
шығару қабілетіне байланысы 


=
0
,


d
r
R
T
T
. 
(7.3) 
Шағылған энергияны өлшемсіз 
T
b
,

шағылдыру қабілеті, ал жұтылған 
энергияны дененің 
T
a
,

жұтқыштың қабілеті деп аталатын шамалармен 
сипаттайды. Олай болса 
.
1
,
,
=
+
Т
T
b
a


(7.4) 
Егер дене түскен сәулелік энергияны толығымен жұтатын болса, мұндай 
дене 
абсолют қара дене 
деп аталады
. 
Барлық жиілікте абсолют қара дене үшін: 
1
,
=
T
а

, 
0
,
=
T
b

. Абсолюттік қара дененің мысалы – кішкене тесігі бар үлкен 
қуыс дене. Осындай қуыс ішіне енген сәуле оның қабырғасының ішкі бетінен 
сан рет шағылып, сәуле ең соңында толығымен жұтылады. 

34 
Мөлдір емес дененің сәуле шығарғыштық және жұтқыштық қабілеттері 
арасында мынадай байланыс бар 
(
)
.
,
...
2
,
,
1
,
,
T
f
a
r
a
r
T
T
T
T





=
=






=






(7.5) 
Бұл заңды 1859 жылы Г.Кирхгофф тағайындады. Сондықтан 
Кирхгофф 
заңы
деп аталады. Бұлт заң бойынша: денелердің энергетикалық 
жарқырауының спектрлік тығыздығының оның жұтқыштық қабілетіне 
тәуелділігі дене материалына тәуелсіз және барлық денелер үшін бірдей, ол 
температура мен жиіліктің функциясы болып табылды. 
(
)
T
f
,

функциясы Кирхгофф функциясы деп аталады. (7.5) формуладан 
көріп тұрғанымыздай, бірдей температурада кез келген дененің сәуле 
шығарғыштық қабілеті абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінен 
үлкен болмайды. 
Абсолют қара дененің жылулық сәуле шығаруын эксперимент жүзінде 
зерттегенде 
(
)
T
f
,

тәуелділігінің температураға тәуелді екені анықталды. 
Төмендегі 7.1-суреттен көрініп тұрғандай, абсолют дененің сәуле 
шығарғыштық қабілеті температура жоғарылаған сайын күшейе түседі. 
Температура өскенде сәуле шығару қабілетінің максимумы жоғары жиіліктер 
аймағына қарай ығысады: ω
m 1
<ω
m 2
<ω
m 3.
7.1 сурет 
Эксперименттен төмендегідей заңдылықтар ашылды 
4
T
R
T

=
, 
(7.6) 
,
bT
m
=

(7.7) 
мұндағы 

– Стефан-Больцман тұрақтысы, 
4
2
8
10
67
,
5
К
м
Вт
−

=

; 
b
– Вин тұрақтысы 
К
м
b


=
−
3
10
9
,
2
. 

35 
(7.6) қатынасы 
Стефан-Больцман заңы
деп аталады, ал (7.8) қатынасы 
Виннің ығысу заңы
деп аталады. Бұл екі заң жылулық сәуле шығару 
теориясының дамуы кезінде үлкен роль атқарды. 

жүктеу/скачать 1,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: