Файл: Нечаева Н.Н. Волновая оптика.pdf

новки, а именно в выражение (13а) подставим найденное значение

излучения пропорционально пятой степени абсолютной температу­ ры абсолютно черного тела. Это соотношение было названо нами выше вторым законом Вина.

то, согласно закону Кирхгофа, и для испускательной способности будем иметь аналогичное соотношение, т. е.

^Хт<-ЕХт

Следовательно, и интегральная светимость реальных тел МЕНЬШЕ, чем абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана для не черных тел не может быть сохранен, ибо как коэффициент пропор­ циональности, так и показатель степени различны не только для различных тел, но и изменяются при изменении температуры.

Если излучающее тело является черным (или с достаточной степенью точности его можно считать черным), то можно опреде­ лить его температуру по характеру его излучения на основании вышеизложенных закономерностей. Эти методы измерения темпе­ ратур носят название методов оптической пирометрии.

Наиболее распространенный метод определения температуры тела основывается на сравнении излучения нагретого тела с излу­ чением абсолютно черного тела в одном и том же спектральном участке. Следовательно, проградуировав прибор, измеряющий ко­ личество энергии, излучаемой источником (такие приборы назы­ ваются пирометрами) по излучению абсолютно черного тела, имеющего известную температуру, можно использовать показания

94

пирометра и для измерения неизвестной температуры. Если излу­ чающее тело не черное, то пирометр дает не истинную температу­ ру тела, а температуру черного тела, которое дает излучение, рав­ ное излучению исследуемого тела. Эту температуру принято на­

зывать радиационной температурой. Отношение между ра­ диационной температурой и истинной температурой излучающего тела можно найти и оно хорошо изучено для многих технически важных материалов.

Радиометрический способ измерения температуры является единственным надежным способом для измерения высоких темпе­ ратур (более 2000° С), т. к. при этих температурах показания тер­ моэлементов становятся уже ненадежными.

§ 7. Флюоресценция и фосфоресценция.

Среди различных видов не теплового излучения, названных общим термином люминесценция, особое значение имеет

фотолюминесценция, т. е. свечение, происходящее от воз­ действия на излучающее тело светового потока. Если такое свече­ ние исчезает сразу после прекращения освещения, то его называют флюоресценцией, а если свечение остается на некоторое время и после прекращения освещения, то его называют фосфоресценцие й. По существу это одинаковые процессы, различаю­ щиеся, следовательно, степенью затухания яркости свечения.

Способностью светиться под действием света обладает значи­ тельное количество веществ как твердых, так жидких и газообраз­ ных. Систематическое исследование фотолюминесценции, вызывае­ мой под действием монохроматического света, показало, что часто­

та света люминесценции всегда меньше частоты, вызывающего ее

света. (Закон Стокса). Этот закон становится ясным, если учесть, что величина световых квант определяется величиной hv и что

чаемая волна должна быть больше поглощаемой. Наблюдаемые иногда отступления (весьма незначительные) от закона Стокса объясняются пополнением недостающей энергии за счет тепловой энергии.

Изменение температуры тела изменяет фотолюминесцентные свойства тел, сказываясь на интенсивность свечения. Так, например, нагревание тела после прекращения облучения увеличивает яр­ кость фосфоресценции, но соответственно ускоряет в том же от­ ношении затухание свечения. Понижение же температуры тела бу­ дет способствовать более длительному пребыванию атомов и мо-

95