История и методология физики

ТЕРМОДИНАМИКА 
 
Абсолютно чѐрное тело — физическая идеализация, применяемая в 
термодинамике, тело, поглощающее всѐ падающее на него электромагнитное 
излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, 
абсолютно чѐрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой 
частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чѐрного тела 
определяется только его температурой. 
Важность абсолютно чѐрного тела в вопросе о спектре теплового излучения 
любых (серых и цветных) тел вообще, кроме того, что оно представляет собой 
наиболее простой нетривиальный случай, состоит ещѐ и в том, что вопрос о спектре 
равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения 
сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно 
чѐрного (и исторически это было уже сделано к концу XIX века, когда проблема 
излучения абсолютно чѐрного тела вышла на первый план). 
Наиболее чѐрные реальные вещества, например, сажа, поглощают до 99 % 
падающего излучения (то есть имеют альбедо, равное 0,01) в видимом диапазоне длин 
волн, однако инфракрасное излучение поглощается ими значительно хуже. Среди тел 
Солнечной системы свойствами абсолютно чѐрного тела в наибольшей степени 
обладает Солнце. 
Термин был введѐн Густавом Кирхгофом в 1862 году. 
Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чѐрного тела. 
Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чѐрного тела от его 
температуры. Формулировка закона: Мощность излучения абсолютно чѐрного тела 
прямо пропорциональна площади поверхности и четвѐртой степени температуры тела. 
Закон излучения Кирхгофа — физический закон, установленный немецким 
физиком Кирхгофом в 1859 году. В современной формулировке закон звучит 
следующим образом: 
Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной 
способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не 
зависит от их формы и химической природы. 
даѐт зависимость длины волны, на которой поток 
излучения энергии чѐрного тела достигает своего максимума, от температуры чѐрного 
тела. С возрастанием температуры 
максимум 
излучения сдвигается 
в 
ультрафиолетовую часть спектра – коротковолновую. 
или лучеиспускание — передача энергии от одних тел к 
другим в виде электромагнитных волн за счѐт их тепловой энергии. Тепловое 
излучение в основном приходится на инфракрасный участок спектра, т.е. на длины 
волн от 0,74 мкм до 1000 мкм. Отличительной особенностью лучистого теплообмена 

---

является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в 
какой-либо среде, но и вакууме. 
Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания. 
Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям 
абсолютно чѐрного тела, описывается законом Стефана — Больцмана. 
Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается 
законом излучения Кирхгофа. 
Тепловое излучение является одним из трѐх элементарных видов переноса 
тепловой энергии (помимо теплопроводности и конвекции). 
Равновесное 
излучение — 
тепловое 
излучение, 
находящееся 
в 
термодинамическом равновесии с веществом. Основные свойства теплового 
излучения: 
 Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до 
бесконечности
 Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно 
выраженный максимум при определенной частоте
 C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает
 C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших 
частот (меньших длин волн)
 Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного 
состояния
 Отличительным свойством теплового излучения является равновесный 
характер излучения. Это значит , что если мы поместим тело в термоизолированный 
сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству 
испускаемой энергии.