Issiqlik nurlanish boshqa turdagi nurlanishlardan o‟zining bir xususiyati bilan
temperaturadagi jism qobiq bilan o‟ralgan bo‟lsin (1-a rasm). Qobiq issiqlik
faraz qilaylik. Qobiq ichidan havosini so‟rib olaylik. Jism chiqargan nurlanish
qobiqga tushib, undan bir yoki bir necha marta qaytgach, yana jismga tushadi. Jism
Shu tarzda jism va qobiq ichidagi nurlanish energiya almashinuvi davom etib
turadi, ya‟ni jism o‟zining birlik yuzidan birlik vaqtda nurlanish sifatida qancha
energiya chiqarsa, nurlanish yutish jarayonida xuddi shuncha energiyani qabul
muvozanatli holat deyiladi. Tajribalarning ko‟rsatishicha, nurlangich bilan
nurlanishning muvozanatda bo‟lishi faqatgina issiqlik nurlanishi sodir bo‟ladigan
hollardagina kuzatiladi. Shuning uchun ba‟zan issiqlik nurlanishini muvozanatli
nurlanish ham deb ataladi. Boshqa turdagi barcha nurlanishlar esa muvozanatsiz
nurlanishlar hisoblanadi. Masalan, fosforning oksidlanish jarayonida kimyoviy
reaksiya davom etgan sari nurlanayotgan jism o‟zining boshlang‟ich holatidan
uzoqlasha boradi. Termodinamik muvozanat qobiq ichida bi remas, balki bir
necha jism joylashgan hol uchun ham o‟rinli bo‟ladi. masalan, qobiq ichida ikkita
bir xil temperaturadagi ya‟ni termodinamik muvozanatdagi jism joylashgan holni
muhokama qilaylik (1b-rasm). Agar shu jismlardan biri ko‟proq energiya
nurlantirib kamroq energiya yutayotgan bo‟lsa, shu jismning temperaturasi
pasayib ketishi lozim. Buning evaziga ikkinchi jism temperaturasi ortishi kerak.
Binobarin, birdan – bir natijasi sovuqroq jismdan issiqroq jismga energiya uzatish
bo‟lgan jarayon amalga oshirilgan bo‟ladi. bunday jarayonni amalga oshirish
mumkin emas, chunki u termodinamikaning ikkinchi bosh qonuniga ziddir.
Demak, termodinamik muvozanar holatidagi jismlar sistemasiga oid har bir jism
qancha energiya nurlantirsa, shuncha nurlanish energiyasini yutadi. Jismlardan
birinchisi oddiy jism, ikkinchisi esa absalyut qora jism bo‟lsin. U holda birinchi
jismning to‟la nur chiqarish va yutish qobiliyatlarini mos ravishda e
T
va a
T
deb
belgilaymiz. Ikinchi jismning nur chiqarish qobiliyati E
T
nur yutish qobiliyati esa1
ga teng. bu ikki jism orasida nurlanish vositasida energiya almashinuvini miqdoran
muhokama qilaylik.
Bu jismlar har birining birlik yuzidan birlik vaqtda mos ravishda e
T
va E
T
energiyalar nurlanadi 1-jism 2-jism nurlantirgan energiyaning a qismini, ya‟ni a
T
E
T
energiyani yutadi. Demak, 1-jism uchun energiyalar balansi e
T
= a
T
E
T
( 5)
munosabat bilan ifodalanadi. 2-jism esa 1-jism nurlantirgan energiyaning barcha
qismini , ya‟ni e
T
energiyani yutadi. Bundan tashqari 2-jism nurlantirgan
energiyaning 1-jism qaytargan qismi, ya‟ni (1-a
T
) E
T
ga teng nurlanish energiyasi
ham 2-jism tomonidan yutiladi. Natijada 2-jism uchun energiya balansining ifodasi
quyidagicha bo‟ladi:
E
T
=e
T
+(1-a
T
)E
T
(6)
(5) va (6) ifodalarning ikkalasidan ham quyidagi munosabatni keltirib chiqarsa
bo‟ladi:
e
T
/a
T
=E
T
/1=E
T
(7)
bu ifoda Kirxgofning integral qonunidir.: har qanday jismning muayan
temperaturadagi to‟la nur chiqarish va to‟la nur yutish qobiliyatlarining nisbati
o‟zgarmas kattalik bo‟lib, u ayni temperaturadagi absalyut qora jismning to‟la nur
chiqarish qobiliyatiga teng.
Agar ikkala jism oralig‟iga faqatgina λ dan (λ+∆λ) gacha intervaldagi to‟lqin
uzunlikli nurlanishlarni o‟tkazadigan, boshqa nurlanishlarni esa tamoman
qaytaradigan fil‟tr joylashtirsak, yuqoridagiga o‟xshash mulohazalar asosida
Krixgofning differensial qonuni e
λT
/a
λ..T
=E
λ T
(8) ifoda bilan aniqlanishini isbotlash
mumkin.
Kirxgof qonuni quyidagicha ta‟riflanadi: ixtiyoriy jismning nur chiqarish va
yutish qobiliyatlarining nisbati bu jismning tabiatga bog‟liq bo‟lmay, barcha
jismlar uchun to‟lqin uzunlik va temperaturaning universial funksiyasidir va
absalyut qora jismning nur chiqarish qobiliyati E
λ ..T
ga tengdir. Kirxgof qonunidan
quyidagi muhim natijalar kelib chiqadi:
1. (7) va (8) ifodalardan e
T
=a
T
E
T
e
λ.. T
=a
λ.. T
E
λ.. T
(9)
munosabatlar hosil bo‟ladi.
Demak, ixtiyoriy jismning muayan temperaturadagi nur chiqarish qobiliyati,
shu jismning nur yutish qobiliyati bilan absalyut qora jism nur chiqarish
qobiliyatining ko‟paytmasiga teng.
2.Oddiy jismning nur yutish qobiliyati 1 dan kichik. Shuning uchun (9) ni
quyidagi ko‟rinishda yozish mumkin:
e
T
< E
T
,
e
λT
< E
λT
(10)
Demak, ixtiyoriy jismning nur chiqarish qobiliyati xuddi shu temperaturadagi
absalyut qora jismning nur chiqarish qobiliyatidan kichik .
3. Agar biror λ uchun jismning nur yutish qobiliyati a
λ.. T
= 0 bo‟lsa, (9)ga
asosan e
λ ..T
= a
λ.. T
E
λ.. T
= 0 bo‟ladi. demak, jism biror to‟lqin uzunlikli
nurlanishni yutmasa, u holda bu jism xuddi shu nurlanishni butunlay
nurlantirmaydi.
Do'stlaringiz bilan baham: