Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 30
Текст из файла (страница 30)
д.г1 лт — — производная от у„ по Т. аР— — производная от Р по Т. лт О в расстояние в см. е — напряжение постоянного тока в вольтах. Š— суммарная или интегральная мощность излучения (вт см в на полусферу). 7 †фокусн расстояние зеркала в см. Š— плотность потока излучения в втсм а (индексы относятся к различным плотностям). Ь вЂ” постоянная Планка.
ге †т з гальванометре в амперах. / — интенсивность излучения (вт ем г на телесный угол в один радиан — один стерадиан). ./„— мощность излучения единицы поверхности в интервале длин волн от Л до Л+ дЛ (монохроматическая или спектральная мощность излучения (втем а на см на 2к стерадиан)). 㠄— спектральная мощность излучения при Л=Л „ (втем Я на см на 2я стерадиан). А — постоянная Больцмана. К„ — постоянная. М вЂ” показание измерителя (индексы обозначают различные показания). и †чис атомов.
Р— мощность в вт (нндексы относятся к различным мощностям). ЬР— мощность, измеряемая тепловым приемником в вт. г — сопротивление гальванол метра в омах. га†внутреннее сопротивление термопары в омах. 147 овознлчвния Настоящая глава занимается излучением тел, возникающим вследствие нх нагретости. Это «термическое> или тепловое излучение обнаруживается и в ультрафиолетовой, и в видимой, и в инфракрасной областях спектра, причем пропорция, в которой оно появляется в той или иной области, зависит от температуры. Ультрафиолетовая часть теплового излучения с длинами волн меньше 0,41ь относительно слаба, за исключением очень высоких температур излучателя; для управления снарядами эта часть излучения не существенна.
Видимая часть теплового излучения и видимость объектов сквозь атмосферу хорошо изучены '). Поэтому мы будем заниматься главным образом испусканием, распространением и приемом веплового излучения в инфракрасной области спектра между самыми длинными видимыми волнами, приблизительно 0,7 р и волнами длиной до 15 В. Поглощение таких волн в атмосферной углекислоте н парах воды очень велико. Эта область спектра особенно интересна тем, что значительная часть излучения, испускаемого предметами при обычной температуре, лежит внутри нее.
Спектр теплового излучения не кончается на 15 !г, но продолжается неограниченно и может быть обнаружен при длинах волн порядка одного или !) м1ол!е!оп ъч. е. кпож!ез, чгзгоп !йгоияй гйе А!пговрйеге, 1)п1тегзйу о! То!оп!о Ргеза, 1952. (См. также Шаронов В. В., Измерение и расчет видимости далеких предметов, Гостехиздат, 1947. (Прим. перев.)] 10* Ял — относительная спектральная чувствительность приемника. 1 в коэффициент прозрачности. !л — коэффициент прозрачности дымки. 1„ †коэффицие прозрачности паров воды.
1„ — коэффициент спектральной прозрачности (для волны длиной Л). Т вЂ” абсолютная температура ('К) (индексы относятся к различным температурам). ив в общее количество водяного пара. )г †дальнос видимости(морские мили). х, 1 †толщи столба атмосферы. Х вЂ” длина пути луча в дымке. а †коэффицие ослабления вследствие рассеяния в тумане. 'р! — коэффициент поглощения. е †суммарн испускательная способность поверхности. е„ вЂ спектральн (или моно- хроматическая) испускательная способность. Л вЂ дли волны в см. Л „ †дли волны в микронах на максимальной спектральной испускательной способности. А в потеря энергии в термопарах (вт на градус).  †микр, 10 см.
а — постоянная в законе Стефана †Больцма (5,7 10 "втсм зград г). т — постоянная времени в свк. 1 !48 испгбклнии и глспгоСтглнвнйв инэглкглСных лгчвй 1гл. 5 нескольких сантиметров (для которых атмосфера 'снова становится проницаемой); прием этого излучения может быть осуществлен при помощи радиометров для микроволн'). Понятия и методы, используемые в инфракрасной части спектра, применимы также и для более коротких волн — видимой и ультрафиолетовой областей. 5.1. Суммарное излучение Будучи нагретыми, все предметы излучают энергию.
В этом параграфе мы рассмотрим основные законы излучения и некоторые следствия из них. Для применения, которое мы имеем в виду, удобно начать с законов, управляющих суммарным излучением (т. е. излучением всех длин волн) некоторого предмета, и с измерений этого излучения при помощи радиометра, одинаково чувствительного ко всем длинам волн. В дальнейшем мы рассмотрим и более трудный вопрос, относящийся к измерениям внутри выбранной полосы частот при помощи радиометра, обладающего избирательной чувствительностью, и притом для случая распространения излучения сквозь атмосферу, также обладающую избирательной поглощательной способностью. Суммарная мощность излучения. Суммарная (или интегральная) мощность излучения поверхности с площадью, равной единице, есть полная энергия волн всех длин, излучаемая в одну секунду внутри телесного угла в 2п стерадиан, т. е.
внутри полусферы. Она определяется законом Стефана — Больцмана Е=ееТь, (5.1) где Š— суммарная мощность излучения (вт см-Я на полусферу), е — постоянная Стефана — Больцмана (5,7' ° 10 га втем а град ь), Т вЂ” абсолютная температура ('К), з — суммарная испускательная способность поверхности (или коэффициент черноты). Испуснательнан способность абсолютно черного тела, или идеального излучателя, равна единице. Абсолютно черное или, короче, черное тело можно определить как предмет, который поглощает все излучение, падающее на него, не отражая и не пере-' давая ничего из падающего излучения.
Абсолютно черные тела в природе не существуют, но многие материалы (исключая металлы и некоторые прозрачные вещества) могут рассматриваться как абсолютно черные в значительной части инфракрасного спектра. Очень хорошее приближение к абсолютно черному телу можно получить, взяв некоторую полость с одинаковой температурой внутренних , стенок и сделав очень малое отверстие в одной из них. Примерами хороших моделей абсолютно черного тела служат следующие пред- !) Р!сКе и.
Н., Тпе Меавнгешеп! о1 Тпегша! йап!апов а! М!сгочгате Ргейиеяс!ее, йеж Вс!. 1пе!г, 17, 268 (1946). 149 сгммагнов излгчвнив Е»»7ч 7= — = —. » и (5.2) Это соотношение применимо к поверхностям, которые подчиняются закону Ламберта, гласящему, что мощность излучения под любым !) 0 различных моделях черного тела см.
Тешрега!иге, йз Меазагешеп! апй Соя!го! !и Яс!епсе апд !пйяа!гу, ке!ппо!о Риойзщпй, Согрога!ьэ, г!ем .Уогй, 1941, рр. !!64 — 1!87. меты: цилиндрическая электропечь, обладающая одинаковой температурой стенок, с отверстием на одном конце, диаметр которого значительно меньше диаметра печи; клин Менденхолла (Мепдеппа!1) !), т. е. пластинка из платины толщиной в несколько тысячных сантиметра и около сантиметра длиной, согнутая в виде острого клина и иакаливаемая электрическим током; наконец, модель большего размера и для более низких температур — малое отверстие, ведущее в большую полость с однородной внутренней температурой.
Отметим, что «чернота» внутренних стенок печи, клина или полости сама по себе не играет никакой роли, потому что излучение, входящее в отверстие перечисленных моделей, благодаря их конструкции лишь претерпевает многократные отражения от стенок, но остается внутри модели; лишь ничтожная часть энергии входящего излучения снова выходит через отверстие. Следующим простым опытом можно подтвердить справедливость этих соображений.
Возьмем пачку из 5 — 1О безопасных бритв. Края пачки, образованные лезвиями, представляют собой несколько очень острых полированных клиньев. Если наблюдатель смотрит прямо на край этой пачки, он покажется ему очень черным, несмотря на то, что каждое лезвие само по себе является очень хорошим отражателем. Это означает, что свет, падающий иа клинья, почти полностью поглощается ими и вследствие этого не возвращается обратно. Поскольку поглощение почти полное, такая пачка представляет собой хорошую модель абсолютно черного излучателя. Из закона Стефана — Больцмаиа (5.1) следует, что испускательиая способность в некоторого объекта есть отношение суммарной мощности излучения при температуре Т к суммарной мощности излучения абсолютно черного тела при той же температуре.
Несмотря на то, что метод измерения з содержится непосредственно в этом определении, в действительности существуют многочисленные тонкости, которые в настоящей главе не рассматриваются'). Инта нсивность излучения. Равенство (5.1) выражает суммарную мощность излучения единицы поверхности внутри телесного угла в 2к стерадиан. Интенсивность излучения 1 некоторой поверхности есть мощность излучения по направлению нормали к излучающей поверхности, приходящаяся иа один стерадиан; она определяется формулой 156 испгбкание и йаспгостглненив иневлкгасиых лУчей 1гл. 5 углом к нормали пропорциональна косинусу этого угла; закон Ламберта ие вполне точен для многих веществ, но отклонения малы и редко бывают настолько значительны, чтобы оправдать применение для практических целей утомительных уточняющих измерений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
