Теплове випромінювання - практично єдиний вид випромінювання, який може бути рівноважним
Випромінювальною здатністю (енергетичної світності) Е тіла називається енергія електромагнітного випромінювання, що випускається по всіляких напрямках з одиниці площі поверхні тіла в одиницю часу; виражається в Вт / м 2.
Поглощательной здатністю (коефіцієнтом поглинання) А тіла називається відношення енергії електромагнітного випромінювання, що поглинається тілом, до енергії, що падає на нього (величина безрозмірна). Досвід показує, що радіаційна і поглощательная здатності тіла залежать від природи тіла, стану його поверхні, термодинамічної температури Т і довжини хвилі # 955; випромінювання. Тому вводять поняття про спектральної випромінювальної здатності (Е # 955;, T) і спектральної поглинальної здатності тіла (А # 955;, T). Ці величини відносяться до визначеної довжини хвилі і температурі.
Тіло, яке при будь-якій температурі повністю поглинає все падаюче на нього випромінювання будь-якої довжини хвилі, називаетсяабсолютно чорним тілом. Його поглощательная здатність дорівнює одиниці:
Випромінювання, проникаючи в порожнину, багаторазово відбивається від її стінок і повністю поглинається. Якщо нагрівати стінки порожнини, то в ній при певній температурі виникає рівноважний випромінювання, яке виходить назовні і являє собою випромінювання а.
Основні закони теплового випромінювання абсолютно чорного тіла.
так як (А # 955;, T) черн = 1.Из закону Кірхгофа випливає, що нагріті тіла при певній температурі переважно випромінюють ті довжини хвиль, які вони при цій же температурі сильніше поглинають (і навпаки
2. 2. Закон Стефана - Больцмана: повна (по всьому спектру) випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла пропорційна четвертого ступеня абсолютної температури:
коефіцієнт пропорційності # 963; = 5,7 # 8729; 10 -8 Вт / м 2 # 8729; До 4 називається постійної Стефана-Больцмана.
3. Закон Вина (закон зміщення): довжина хвилі на яку припадає максимум енергії випромінювання абсолютно чорного тіла обернено пропорційна абсолютній температурі:
З підвищенням температури максимум енергії випромінювання зміщується в бік більш коротких хвиль
Планк припустив, що світло поширюється певними порціями або квантами. енергія кванта # 949; = H # 957 ;, де # 957; -Частота випромінювання, h = 6,62 # 8729; 10 -34 Дж # 8729; с - постійна Планка, яка не залежить від частоти випромінювання.
Формула Планка для функції Кірхгофа має вигляд:
де k - постійна Больцмана, з - швидкість світла у вакуумі.
Випромінювання Сонця .Інфракрасное і ультрафіолетове випромінювання і їх застосування в медицині.
Основним джерелом теплового випромінювання в природі є Сонце Повна щільність потоку сонячного випромінювання на верхній межі земної атмосфери становить 1,93 кал / см 2 # 8729; хв і називається сонячної постійної. При проходженні через атмосферу потужність сонячного випромінювання зменшується. Залежно від стану атмосфери і висоти Сонця над горизонтом, зменшується також і сонячна постійна. Змінюється і спектральний склад випромінювання.
Електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область від 0,76 мкм до 400 мкм (від червоної межі видимого світла до короткохвильового радіовипромінювання) називається інфрачервоним (ІЧ) випромінюванням.
В медицині застосовується більш короткохвильова частина ІЧ-випромінювання. ІК-випромінювання невидиме для ока. Основне його дію - теплове, але може викликати і хімічні реакції, наприклад, діє на спеціальну фотоемульсію.
Первинне дію ІЧ-випромінювання на організм полягає в прогріванні поверхнево лежачих тканин; при цьому випромінювання проникає в тканини на глибину до 2 см.
Штучними джерелами інфрачервоного випромінювання є лампи розжарювання і спеціальні ІК-випромінювачі потужністю 500-600 Вт. Такий випромінювач складається з металевої спіралі, яка навивається на керамічне підставу.
Спіраль нагрівається електричним струмом до температури 400-500 0 і стає джерелом інфрачервоного випромінювання.
Електромагнітне випромінювання, що займають спектральну область від 380 нм до 10 нм (від фіолетового кордону видимого світла до довгохвильового рентгенівського випромінювання) називається ультрафіолетовим (УФ) випромінюванням.
Воно ділиться на 2 області: від 380 до 200 нм - ближнє або флуоресцентне УФ-випромінювання; від 200 до 10 нм - далеке чи вакуумне.
УФ-випромінювання поглинається простим склом, а при довжині хвилі менше 200 нм поглинається тонким шаром будь-якої речовини, включаючи повітря.
УФ-випромінювання робить сильний біологічний вплив на живі організми, яке може бути і корисним, і шкідливим. Його первинне дія пов'язана з реакціями, що відбуваються в тканинах при поглинанні випромінювання. У тканини воно проникає на глибину до 1 мм і проявляється на місці впливу еритемою.
Відповідно до особливостей біологічної дії виділяють наступні зони УФ-випромінювання:
Зона А (380-315 нм) - антірахітная - відрізняється зміцнює і гартує організм дією. Використовується в профілактичних і гігієнічних цілях.
Зона В (315-280 нм) - еритемна - характеризується Еритемний дією і використовується в лікувальних цілях.
Зона С (280-200 нм) - бактерицидна - відрізняється бактерицидною дією; використовується як засіб дезінфекції.