Bg truyennhiet c v tdn bucxa

Chöông V

Tuesday, June 06, 2023

TRAO ÑOÅI NHIEÄT BÖÙC XAÏ

TRONG MOÂI TRÖÔØNG TRONG SUOÁT

§ 5.1. Caùc Khaùi Nieäm Cô Baûn

Moät vaät baát kyø coù nhieät ñoä lôùn hôn ñoä khoâng tuyeät ñoái

( 0 K) thì luoân coù söï bieán ñoåi noäi naêng cuûa vaät thaønh naêng

löôïng soùng ñieän töø, caùc soùng naøy truyeàn ñi trong khoâng

gian theo moïi phöông vôùi toác ñoä aùnh saùng vaø vôùi moïi

böôùc soùng coù chieàu daøi  0 

Ta coù bieåu thöùc moâ taû quan heä giöõa chieàu daøi böôùc

soùng , taàn soá  vaø toác ñoä lan truyeàn soùng c trong moâi

tröôøng khaûo saùt bôûi James Clerk Maxwell



 

c

, m (5-1)

Toác ñoä lan truyeàn cuûa soùng trong moâi tröôøng ñang

khaûo saùt coù quan heä vôùi toác ñoä aùnh saùng trong chaân

khoâng nhö sau

n

c

c  o

,

m s

(5-2)

c 2,9979.10 m s

8

o  vaän toác aùnh saùng trong chaân khoâng

n - goïi laø chieát suaát cuûa moâi tröôøng,

n ~1 ñoái vôùi khoâng khí vaø haàu heát chaát khí

n ~1,5

trong tröôøng hôïp kính

n ~1,33 cho tröôøng hôïp nöôùc

Moãi photon coù taàn soá  mang naêng löôïng theo Max

Planck nhö sau





  

h c

e h

, J (5-3)

Vôùi h 6,6256.10 J s

34  



goïi laø haèng soá Planck

Bieåu thöùc treân theå hieän raèng böôùc soùng caøng ngaén thì

mang naêng löôïng caøng lôùn

Vaät coù nhieät ñoä lôùn hôn ñoä khoâng tuyeät ñoái thì coù khaû

naêng phaùt ra caùc tia böùc xaï nhieät, nhöng ñoàng thôøi noù

cuõng coù khaû naêng haáp thuï böùc xaï töø caùc vaät khaùc chieáu

ñeán. Quaù trình phaùt xaï vaø haáp thuï luoân dieãn ra ñoàng thôøi,

vaø ta goïi laø quaù trình trao ñoåi nhieät baèng böùc xaï.

Xeùt heä goàm 2 vaät trao ñoåi nhieät böùc xaï vôùi nhau:

 Neáu nhieät ñoä chuùng baèng nhau, thì moãi vaät seõ haáp

thuï vaø phaùt xaï löôïng nhieät baèng nhau, ta goïi heä ôû

traïng thaùi caân baèng (caân baèng ñoäng)

 Neáu vaät coù nhieät ñoä khaùc nhau, vaät coù nhieät ñoä

lôùn hôn seõ phaùt xaï löôïng nhieät lôùn hôn löôïng nhieät

maø noù haáp thuï, nhö vaäy xeùt toång nhieät löôïng thì

noù ñang truyeàn nhieät cho vaät kia coù nhieät ñoä thaáp

hôn, nhö vaäy ñuùng vôùi quy luaät truyeàn nhieät: nhieät

löôïng ñi töø nôi coù nhieät ñoä cao ñeán nôi coù nhieät ñoä

thaáp

Khaû naêng haáp thuï caùc böôùc soùng ñieän töø cuûa vaät coù

tính choïn loïc, khaû naêng haáp thuï lôùn nhaát ñoái vôùi caùc böôùc

soùng trong khoaûng  0,4 40 m

(ñeå bieán thaønh nhieät naêng),

chuùng ñöôïc goïi laø caùc tia nhieät.

Quaù trình phaùt sinh vaø truyeàn nhöõng tia nhieät ñöôïc goïi

laø quaù trình böùc xaï nhieät.

§ 5.2. Caùc Ñònh Nghóa Cô Baûn

5.2.1 Doøng böùc xaï toaøn phaàn Q [W]

Laø naêng löôïng böùc xaï phaùt ra treân beà maët F cuûa vaät

trong moät ñôn vò thôøi gian treân toaøn boä khoâng gian nöûa

baùn caàu öùng vôùi taát caû caùc böôùc soùng  0 

5.2.2 Doøng böùc xaï ñôn saéc Q [W/m]

Laø doøng böùc xaï chæ xeùt öùng vôùi moät daõi heïp böôùc soùng

töø  ñeán   d (treân khoâng gian nöûa baùn caàu)

5.2.3 Khaû naêng böùc xaï baùn caàu E [W/m2

]

Hay coøn goïi maät ñoä böùc xaï baùn caàu, laø doøng böùc xaï

toaøn phaàn phaùt ra treân moät ñôn vò dieän tích

dF

Q

E



 ,

2 W m (5-4)

Q laø doøng böùc xaï toaøn phaàn (naêng löôïng böùc xaï

baùn caàu) phaùt ra töø beà maët nhaân toá dF

Do ñoù:

 

F

Q E dF, W (5-5)

Neáu treân toaøn beà maët coù maät ñoä böùc xaï ñoàng ñeàu vaø

khoâng thay ñoåi thì:

Q EF

, W (5-6)