Hodnoty odrazivosti pre farebné nepriehľadné povrchy. Koeficient odrazu (v rádiotechnike) Hodnoty koeficientu využitia svetelného toku žiaroviek so žiarovkami pri rôznych hodnotách koeficientu odrazu p povrch

Z heterogenity v distribučnom prostredí. Príkladom heterogenity môže byť záťaž v prenosovej linke alebo rozhranie medzi dvoma homogénnymi médiami s rôznymi hodnotami elektrických parametrov.

- pomer komplexnej amplitúdy napätia odrazenej vlny ku komplexnej amplitúde napätia dopadajúcej vlny v danom úseku prenosového vedenia.

Súčiniteľ odrazu prúdu- pomer komplexnej amplitúdy prúdu odrazenej vlny ku komplexnej amplitúde prúdu dopadajúcej vlny v danom úseku prenosového vedenia.

Koeficient odrazu rádiových vĺn- pomer určenej zložky intenzity elektrického poľa v odrazenej rádiovej vlne k rovnakej zložke v dopadajúcej rádiovej vlne.

Koeficient odrazu napätia

Koeficient odrazu napätia(v metóde komplexných amplitúd) - komplexná hodnota rovnajúca sa pomeru komplexných amplitúd odrazených a dopadajúcich vĺn:

Koeficient odrazu napätia v prenosovom vedení jednoznačne súvisí s jeho charakteristickou impedanciou ρ a zaťažovacou impedanciou Z:

Koeficient odrazu výkonu- hodnota rovnajúca sa pomeru výkonu (tok výkonu, hustota výkonového toku) prenášaného odrazenou vlnou a výkonu prenášaného dopadajúcou vlnou:

Ďalšie veličiny charakterizujúce odraz v prenosovom vedení

• Pomer stojatých vĺn - K St = (1 + | K U |) / (1 - | K U |)
• Koeficient postupnej vlny - K bv = (1 - |K U |) / (1 + |K U |)

Metrologické aspekty

Merania

• Na meranie koeficientu odrazu sa používajú meracie vedenia, merače impedancie, panoramatické merače SWR (merajú len modul, bez fázy), ako aj vektorové sieťové analyzátory (môžu merať modul aj fázu).
• Mierami odrazu sú rôzne meracie záťaže – aktívne, reaktívne s premenlivou fázou atď.

Normy

• Štátny štandard jednotky vlnového odporu v koaxiálnych vlnovodoch GET 75-2011 (nedostupný odkaz)- nachádza sa v SNIIM (Novosibirsk)
• Inštalácia s najvyššou presnosťou na reprodukciu jednotky komplexného koeficientu odrazu elektromagnetických vĺn vo vlnovodných dráhach pravouhlého prierezu vo frekvenčnom rozsahu 2,59...37,5 GHz UVT 33-V-91 - nachádza sa v SNIIM (Novosibirsk)
• Inštalácia najvyššej presnosti pre reprodukciu jednotky komplexného koeficientu odrazu (koeficientu napätia a fázovej stojatej vlny) elektromagnetických vĺn vo vlnovodných dráhach pravouhlého prierezu vo frekvenčnom rozsahu 2,14 ... 37,5 GHz UVT 33-A-89 - je v

GOST R 56709-2015

NÁRODNÝ ŠTANDARD RUSKEJ FEDERÁCIE

STAVBY A STAVBY

Metódy merania koeficientov odrazu svetla na povrchoch miestností a fasád

Budovy a stavby. Metódy merania odrazivosti povrchov miestností a priečelí

Dátum uvedenia 2016-05-01

Predslov

1 VYVINUTÉ federálnou štátnou rozpočtovou inštitúciou „Výskumný ústav stavebnej fyziky“ Ruská akadémia architektúra a stavebné vedy“ („NIISF RAASN“) za účasti spoločnosti s ručením obmedzeným „CERES-EXPERT“ (LLC „CERES-EXPERT“)

2 PREDSTAVENÉ Technickým výborom pre normalizáciu TC 465 "Stavebníctvo"

3 SCHVÁLENÉ A NADOBUDNUTÉ ÚČINNOSTI nariadením Spolkovej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu zo dňa 13. novembra 2015 N 1793-st

4 PRVÝ KRÁT PREDSTAVENÉ


Pravidlá pre aplikáciu tejto normy sú ustanovené v GOST R 1.0-2012 (oddiel 8). Informácie o zmenách tohto štandardu sú zverejnené v ročnom (k 1. januáru bežného roka) informačnom indexe „Národné štandardy“ a oficiálny text zmien a doplnkov je zverejnený v mesačnom informačnom indexe „Národné štandardy“. V prípade revízie (nahradenia) alebo zrušenia tohto štandardu bude príslušné oznámenie uverejnené v nasledujúcom vydaní mesačného informačného indexu „Národné štandardy“. Príslušné informácie, upozornenia a texty sú zverejnené aj vo verejnom informačnom systéme - na oficiálnej webovej stránke Federálnej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu na internete (www.gost.ru)

1 oblasť použitia

1 oblasť použitia

Táto norma stanovuje metódy na meranie integrálnych, difúznych a zrkadlových koeficientov odrazu svetla materiálmi používanými na konečnú úpravu miestností a fasád budov a stavieb.

Koeficienty odrazivosti svetla sa používajú pri výpočtoch odrazenej zložky pri navrhovaní prirodzených a umelé osvetlenie budovy a stavby (SP 52.13330.2011 a ).

2 Normatívne odkazy

Táto norma obsahuje odkazy na nasledujúce normy:

GOST 8.023-2014 Štátny systém zabezpečenie jednotnosti meraní. Schéma štátneho overovania prostriedkov na meranie svetelných veličín spojitého a pulzného žiarenia

GOST 8.332-2013 Štátny systém na zabezpečenie jednotnosti meraní. Merania svetla. Hodnoty relatívnej spektrálnej svetelnej účinnosti monochromatického žiarenia pre denné videnie. Všeobecné ustanovenia

GOST 26824-2010 Budovy a stavby. Metódy merania jasu

SP 52.13330.2011 SNiP 23-05-95* "Prirodzené a umelé osvetlenie"

Poznámka - Pri používaní tejto normy je vhodné skontrolovať platnosť referenčných noriem vo verejnom informačnom systéme - na oficiálnej stránke Federálnej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu na internete alebo pomocou ročného informačného indexu "Národné normy" , ktorý bol zverejnený k 1. januáru bežného roka a o číslach mesačného informačného indexu „Národné štandardy“ za r. tento rok. Ak sa nahradí nedatovaná referenčná norma, odporúča sa použiť aktuálnu verziu tejto normy, berúc do úvahy všetky zmeny vykonané v tejto verzii. Ak sa nahradí datovaná referenčná norma, odporúča sa použiť verziu tejto normy s rokom schválenia (prijatia) uvedeným vyššie. Ak po schválení tejto normy dôjde k zmene referenčnej normy, na ktorú sa odkazuje s dátumom, ktorá má vplyv na uvedené ustanovenie, odporúča sa, aby sa toto ustanovenie uplatňovalo bez ohľadu na túto zmenu. Ak je referenčná norma zrušená bez náhrady, potom sa odporúča použiť ustanovenie, v ktorom je na ňu uvedený odkaz, v časti, ktorá nemá vplyv na tento odkaz.

Pri používaní tohto štandardu sa odporúča skontrolovať platnosť referenčného súboru pravidiel vo Federal Information Foundation technické predpisy a normy.

3 Pojmy a definície

Táto norma používa výrazy podľa GOST 26824, ako aj nasledujúce výrazy s príslušnými definíciami, ktoré zohľadňujú existujúcu medzinárodnú prax *:
________________
* Pozri časť Bibliografia. - Poznámka výrobcu databázy.

3.1 odraz svetla: Proces, pri ktorom sa viditeľné žiarenie vracia na povrch alebo médium bez zmeny frekvencie jeho monochromatických zložiek.

3.2 integrovaný koeficient odrazu svetla , %: Pomer odrazeného svetelného toku k dopadajúcemu svetelnému toku, vypočítaný podľa vzorca

kde je celkový svetelný tok odrazený od povrchu vzorky;

- svetelný tok dopadajúci na povrch vzorky;

S- relatívne spektrálne rozdelenie výkonu dopadajúceho žiarenia štandardného svetelného zdroja;

- celková spektrálna odrazivosť povrchu vzorky;

V- relatívna spektrálna svetelná účinnosť monochromatického žiarenia V s vlnovou dĺžkou.

3.3 koeficient odrazu difúzneho svetla , %: Podiel difúzneho odrazu svetelného toku od povrchu vzorky, vypočítaný podľa vzorca

kde je difúzny odraz svetelného toku.

3.4 koeficient smerového (zrkadlového) odrazu svetla , %: Odraz v súlade so zákonmi zrkadlového odrazu bez difúzie, vyjadrený ako pomer pravidelného odrazu časti odrazeného svetelného toku k dopadajúcemu toku, vypočítaný podľa vzorca

kde je zrkadlový odrazený svetelný tok.

4 Požiadavky na meracie prístroje

4.1 Na meranie svetelného toku by sa mali používať prevodníky žiarenia, ktoré majú povolenú hranicu relatívnej chyby maximálne 10 %, pričom sa berie do úvahy chyba spektrálnej korekcie, definovaná ako odchýlka relatívnej spektrálnej citlivosti prevodníka meracieho žiarenia od relatívna spektrálna svetelná účinnosť monochromatického žiarenia pre denné videnie V podľa GOST 8.332 chyby kalibrácie absolútnej citlivosti a chyby spôsobené nelinearitou svetelnej charakteristiky.

4.2 Ako zdroj svetla na meranie by ste mali použiť zdroj ako A.

Napájacie napätie lampy musí byť stabilizované v rozmedzí 1/1000.

4.3 Fotometer, ktorého konštrukcia musí zodpovedať meracím schémam uvedeným v častiach 6-8, musí spĺňať tieto požiadavky:

4.3.1 Optický systém musí zabezpečiť rovnobežnosť svetelného lúča, uhol divergencie (konvergencie) nie je väčší ako 1°.

4.3.2 Po prechode svetelného toku po odraze od vzorky materiálu musia na fotodetektor dopadať svetelné lúče s odchýlkou ​​od daného smeru najviac 2°.

4.3.3 Pri stanovení koeficientu smerového odrazu svetla sa uhol dopadu svetelného lúča rovná uhlu odrazu s absolútnou chybou ±1°.

4.3.4 Uhol dopadu svetelného lúča na fotocitlivý povrch fotodetektora musí byť konštantný vo všetkých fázach merania, pokiaľ nie je použitá integračná guľa (Taylorova guľa).

4.3.5 Pri skúšaní vzoriek je dovolené použiť iné prístroje, ktoré poskytujú výsledky merania odrazu svetla pomocou certifikovaných referenčných vzoriek so špecifikovanou chybou.

Ak sa ako merací prístroj použije monochromátor alebo spektrofotometer, koeficient odrazu sa určí pomocou vzorcov (1), (2) alebo (3).

5 Požiadavky na vzorky

5.1 Skúšky sa vykonávajú na vzorkách použitých materiálov. Rozmery vzoriek sa stanovia v súlade s návodom na obsluhu použitého meracieho prístroja.

5.2 Povrch vzoriek musí byť rovný.

5.3 Postup výberu a počet vzoriek sú stanovené v regulačné dokumenty pre konkrétny typ produktu.

6 Meranie integrovaného odrazu svetla

Integrovaná odrazivosť svetla sa meria pomocou integračnej gule, čo je dutá guľa s vnútorným povrchovým povlakom, ktorý má vysoký koeficient difúznej odrazivosti. V guli sú otvory.

Schematický diagram merania integrálnej a difúznej odrazivosti svetla, zodpovedajúce *, sú znázornené na obrázku 1.
________________
* Pozri časť Bibliografia nižšie. - Poznámka výrobcu databázy.

1 - vzorka; 2 - štandardný kalibračný port; 3 - vstupný svetelný port; 4 - fotometer; 5 - obrazovka; d- priemer otvoru na umiestnenie meranej vzorky (0,1 D); d- priemer kalibračného otvoru ( d= d); d- priemer otvoru pre vstupný svetelný tok (0,1 D); d- priemer otvoru pre výstup zrkadlovo odrazeného lúča ( d= 0,02D); D- vnútorný priemer gule; - uhol dopadu prichádzajúceho lúča (10°)

Obrázok 1 - Schematický diagram merania integrálnej a difúznej odrazivosti svetla

Pri meraní integrálneho koeficientu odrazu otvor pre výstup zrkadlovo odrazeného lúča s priem d chýba alebo je zakrytý zástrčkou.

7 Meranie difúzneho odrazu svetla

Difúzna odrazivosť svetla sa meria podľa schémy znázornenej na obrázku 1.

V tomto prípade musí mať guľa otvor pre výstup zrkadlovo odrazeného lúča s priemerom d.

Štandardná veľkosť výstupného otvoru by mala byť 0,02 D.

8 Meranie odrazu smerového (zrkadlového) svetla

Smerová (spekulárna) odrazivosť svetla na povrchu sa meria osvetlením povrchu paralelným alebo kolimovaným lúčom svetla dopadajúcim na osvetlený povrch pod uhlom . Schematický diagram na meranie zodpovedajúceho koeficientu zrkadlového odrazu je znázornený na obrázku 2.

9 Metódy merania

9.1 Absolútna metóda

9.1.1 Podstatou metódy je stanovenie pomeru hodnoty intenzity prúdu fotodetektora pri dopade svetelného toku odrazeného od skúšobnej vzorky k hodnote intenzity prúdu pri priamom dopade svetelného toku na fotodetektor. fotodetektor.

9.1.2 Postup skúšky

9.1.2.1 Svetelný lúč zo svetelného zdroja smeruje na fotodetektor.

1 - kolimačná šošovka; 2 - kolektorová šošovka, ktorej clona je umiestnená pod uhlom; 3 - Zdroj svetla; 4 - kolektorová membrána fotodetektora; 5 - povrch meranej vzorky; 6 - fotodetektor; - uhol dopadu svetelného toku; - uhol otvorov membrány

Obrázok 2 - Schematický diagram merania koeficientu zrkadlového odrazu

9.1.2.2 Zmerajte prúd fotodetektora i.

9.1.2.3 Špecifikujte rovinu merania.

9.1.2.4 Zariadenie je umiestnené v súlade s optický dizajn znázornené na obrázku 1 alebo 2, v závislosti od meraného indikátora.

9.1.2.5 Skúšobná vzorka sa umiestni do meracej roviny.

9.1.2.6 Zmerajte prúd fotodetektora i.

9.1.3 Spracovanie výsledkov.

9.1.3.1 Koeficient odrazu svetla je určený vzorcom

kde je sila prúdu fotodetektora so skúmanou vzorkou, A.

- prúdová sila fotodetektora bez vzorky, A.

9.1.3.2 Relatívna chyba merania je určená vzorcom

- absolútna chyba pri meraní prúdovej sily fotodetektora (absolútna chyba fotometra) bez vzorky.

9.2 Relatívna metóda

9.2.1 Podstatou metódy je určiť pomer intenzity prúdu fotodetektora pri dopade svetelného toku odrazeného od skúšobnej vzorky k sile prúdu fotodetektora pri dopade svetelného toku odrazeného od vzorka s certifikovanou hodnotou koeficientu odrazu svetla s prihliadnutím na tento koeficient .

9.2.2 Skúšobný postup

9.2.2.1 Špecifikujte rovinu merania.

9.2.2.2 Zariadenie je umiestnené v súlade s optickou schémou znázornenou na obrázku 1 alebo 2, v závislosti od meraného indikátora.

9.2.2.3 Vzorka s certifikovanou odrazivosťou svetla (referenčná vzorka) sa umiestni do meracej roviny.

9.2.2.4 Zmerajte prúd fotodetektora i.

9.2.2.5 Skúšobná vzorka sa umiestni do meracej roviny.

9.2.2.6 Zmerajte prúd fotodetektora i.

9.2.3 Spracovanie výsledkov

9.2.3.1 Koeficient odrazu svetla je určený vzorcom

kde je certifikovaná odrazivosť svetla referenčnej vzorky;

- prúdová sila fotodetektora so skúmanou vzorkou, A;

- prúdová sila fotodetektora s referenčnou vzorkou, A.

9.2.3.2 Relatívna chyba merania je určená vzorcom

kde je absolútna chyba pri určovaní odrazu svetla;

- absolútna chyba pri meraní sily prúdu fotodetektora (absolútna chyba fotometra) so skúmanou vzorkou;

- absolútna chyba merania sily prúdu fotodetektora (absolútna chyba fotometra) s referenčnou vzorkou;

- absolútna chyba certifikovanej odrazivosti svetla referenčnej vzorky.

Poznámka - Zistená chyba fotometra sa môže považovať za relatívnu chybu merania (9.1.3.2 a 9.2.3.2).

Bibliografia

Text elektronického dokumentu
pripravené spoločnosťou Kodeks JSC a overené podľa:
oficiálna publikácia
M.: Standartinform, 2016

Nízkoemisný náter: Povlak, pri nanesení na sklo, sa výrazne zlepšia tepelné vlastnosti skla (zvyšuje sa odpor prestupu tepla zasklenia s použitím skla s nízkoemisným náterom a znižuje sa koeficient prestupu tepla).

Ochranný náter proti slnku

Náter proti slnečnému žiareniu: Náter, ktorý po nanesení na sklo zlepšuje ochranu miestnosti pred prenikaním nadmerného slnečného žiarenia.

Emisný faktor

Emisivita (upravená emisivita): Pomer emisivity povrchu skla k emisii čierneho telesa.

Normálny emisný faktor

Normálna emisivita (normálna emisivita): Schopnosť skla odrážať normálne dopadajúce žiarenie; sa vypočíta ako rozdiel medzi jednotkou a odrazivosťou v smere kolmom na povrch skla.

Solárny faktor

Solárny faktor (celkový koeficient priepustnosti solárna energia): Pomer celkovej slnečnej energie vstupujúcej do miestnosti cez priesvitnú konštrukciu k energii dopadajúceho slnečného žiarenia. Celková slnečná energia vstupujúca do miestnosti cez priesvitnú konštrukciu je súčtom energie priamo prechádzajúcej cez priesvitnú konštrukciu a tej časti energie absorbovanej priesvitnou konštrukciou, ktorá sa prenáša do miestnosti.

Smerová priepustnosť svetla

Koeficient smerovej priepustnosti svetla (ekvivalentné pojmy: priepustnosť svetla, koeficient priepustnosti svetla), sa označuje ako τv (LT) - pomer hodnoty svetelného toku normálne prechádzajúceho vzorkou k hodnote svetelného toku normálne dopadajúceho na vzorka (v rozsahu vlnových dĺžok viditeľného svetla).

Svetelná odrazivosť

Koeficient odrazu svetla (ekvivalentný termín: koeficient normálneho odrazu svetla, koeficient odrazu svetla) sa označuje ako ρv (LR) - pomer hodnoty svetelného toku normálne odrazeného od vzorky k hodnote svetelného toku normálne dopadajúceho na vzorka (v rozsahu vlnových dĺžok viditeľného svetla).

Koeficient absorpcie svetla

Koeficient absorpcie svetla (ekvivalentný výraz: koeficient absorpcie svetla) sa označuje ako av (LA) - pomer hodnoty svetelného toku absorbovaného vzorkou k hodnote svetelného toku normálne dopadajúceho na vzorku (v rozsahu vlnových dĺžok). viditeľného spektra).

Slnečná priepustnosť

Koeficient priepustnosti slnečnej energie (ekvivalentný termín: koeficient priamej priepustnosti slnečnej energie) sa označuje ako τе (DET) - pomer hodnoty toku slnečného žiarenia normálne prechádzajúceho vzorkou k hodnote toku slnečného žiarenia normálne dopadajúceho na vzorka.

Slnečná odrazivosť

Koeficient odrazivosti slnečnej energie sa označuje ako ρе (ER) - pomer hodnoty toku slnečného žiarenia normálne odrazeného od vzorky k hodnote toku slnečného žiarenia normálne dopadajúceho na vzorku.

Koeficient absorpcie slnka

Koeficient absorpcie slnečnej energie (ekvivalentný výraz: koeficient absorpcie energie) sa označuje ako ae (EA) - pomer hodnoty toku slnečného žiarenia absorbovaného vzorkou k hodnote toku slnečného žiarenia normálne dopadajúceho na vzorku.

Koeficient tieňovania

Koeficient zatienenia sa označuje ako SC alebo G - koeficient zatienenia je definovaný ako pomer toku slnečného žiarenia prechádzajúceho daným sklom v rozsahu vĺn od 300 do 2500 nm (2,5 mikrónov) k toku slnečnej energie prechádzajúcej cez sklo. sklo hrúbky 3 mm. Koeficient zatienenia ukazuje podiel prechodu nielen priameho toku slnečnej energie (blízke infračervené žiarenie), ale aj žiarenia v dôsledku energie absorbovanej v skle (ďaleké infračervené žiarenie).

Koeficient prestupu tepla

Súčiniteľ prestupu tepla - označovaný ako U, charakterizuje množstvo tepla vo wattoch (W), ktoré prejde 1 m2 konštrukcie s rozdielom teplôt na oboch stranách jeden stupeň na Kelvinovej stupnici (K), merná jednotka W/(m2 K).

Odolnosť proti prestupu tepla

Odpor prestupu tepla je označený ako R - prevrátená hodnota súčiniteľa prestupu tepla.

Pri prechode cez rozhrania medzi médiami zažívajú akustické vlny nielen odraz a lom, ale aj premenu vĺn jedného typu na iný. Uvažujme o najjednoduchšom prípade normálneho dopadu vlny na rozhraní dvoch rozšírených prostredí (obr. 3.1). V tomto prípade nedochádza k transformácii vlny.

Uvažujme o energetických vzťahoch medzi dopadajúcimi, odrazenými a prenášanými vlnami. Vyznačujú sa koeficientmi odrazu a lomu.

Koeficient odrazu amplitúdy Pomer amplitúd odrazených a dopadajúcich vĺn sa nazýva:

Koeficient prenosu amplitúdy Pomer amplitúdy prenášaných a dopadajúcich vĺn sa nazýva:

Tieto koeficienty možno určiť na základe poznania akustických charakteristík média. Keď vlna klesne z média 1 do média 2, koeficient odrazu sa určí ako

, (3.3)

kde , sú akustické impedancie média 1 a 2, v tomto poradí.

Keď vlna klesne z média 1 do média 2, koeficient prenosu je označený a definovaný ako

. (3.4)

Keď vlna klesne z média 2 do média 1, koeficient prenosu je označený a definovaný ako

. (3.5)

Zo vzorca (3.3) pre koeficient odrazu je zrejmé, že čím viac sa akustické impedancie média líšia, tým väčšia je energia zvuková vlna sa bude odrážať od rozhrania medzi dvoma médiami. To určuje ako možnosť, tak aj účinnosť detekcie porušení kontinuity materiálu (inklúzie média s akustickým odporom, ktorý sa líši od odporu kontrolovaného materiálu).

Práve kvôli rozdielom v koeficientoch odrazu sa troskové inklúzie zisťujú oveľa horšie ako defekty rovnakej veľkosti, ale so vzduchovou náplňou. Odraz od diskontinuity vyplnenej plynom sa blíži 100 % a pre diskontinuitu vyplnenú troskou je tento koeficient oveľa nižší.

Keď vlna normálne dopadá na hranicu dvoch rozšírených médií, vzťah medzi amplitúdami dopadajúcej, odrazenej a prenášanej vlny je

. (3.6)

Energia dopadajúcej vlny v prípade kolmého dopadu na hranicu dvoch rozšírených prostredí je rozdelená medzi odrazené a prenášané vlny podľa zákona zachovania.

Okrem koeficientov amplitúdového odrazu a priepustnosti sa používajú aj koeficienty odrazu intenzity a priepustnosti.

Odraz intenzity je pomer intenzít odrazeného a dopadajúceho vlnenia. Pri normálnom výskyte vĺn

, (3.7)

kde je koeficient odrazu pri páde z média 1 do média 2;

– koeficient odrazu pri páde z média 2 na médium 1.

Koeficient prejazdu podľa intenzity– pomer intenzít prenášaných a dopadajúcich vĺn. Keď vlna dopadne normálne

, (3.8)

kde je koeficient prenosu pri páde z prostredia 1 do prostredia 2;

– koeficient prenosu pri páde z prostredia 2 do prostredia 1.

Smer dopadu vlny neovplyvňuje hodnoty odrazových a priepustných koeficientov intenzity. Zákon zachovania energie z hľadiska koeficientov odrazu a priepustnosti je napísaný nasledovne

Pri šikmom dopade vlny na rozhranie medzi médiami je možná transformácia vlny jedného typu na iný. Procesy odrazu a priepustnosti sú v tomto prípade charakterizované niekoľkými koeficientmi odrazu a priepustnosti v závislosti od typu dopadajúcich, odrazených a prenášaných vĺn. Koeficient odrazu v tomto tvare má označenie ( – index označujúci typ dopadajúcej vlny, – index označujúci typ odrazenej vlny). Môžu nastať prípady. Označuje sa koeficient prenosu ( – index označujúci typ dopadajúcej vlny, – index označujúci typ vysielanej vlny). Môžu sa vyskytnúť prípady , a .

Priepustnosť

koeficient odrazu

A absorpčný koeficient

Koeficienty t, r a a závisia od vlastností samotného telesa a vlnovej dĺžky dopadajúceho žiarenia. Spektrálna závislosť, t.j. závislosť koeficientov od vlnovej dĺžky určuje farbu priehľadných aj nepriehľadných (t = 0) telies.

Podľa zákona zachovania energie

F neg + F absorbovať + F pr =. (8)

Vydelením oboch strán rovnosti dostaneme:

r + a + t = 1. (9)

Teleso, pre ktoré sa nazýva r=0, t=0, a=1 úplne čierne .

Úplne čierne teleso pri akejkoľvek teplote úplne absorbuje všetku energiu žiarenia akejkoľvek vlnovej dĺžky, ktorá naň dopadá. Všetky skutočné telá nie sú úplne čierne. Niektoré z nich sú však v určitých intervaloch vlnových dĺžok svojimi vlastnosťami blízke absolútne čiernemu telesu. Napríklad v oblasti vlnových dĺžok viditeľného svetla sa absorpčné koeficienty sadzí, platinovej čiernej a čierneho zamatu len málo líšia od jednoty. Najdokonalejším modelom absolútne čierneho telesa môže byť malý otvor v uzavretej dutine. Je zrejmé, že tento model je charakteristikami bližšie k čiernemu telesu, čím väčší je pomer plochy povrchu dutiny k ploche otvoru (obr. 1).

Spektrálna charakteristika absorpcie elektromagnetických vĺn telom je spektrálny absorpčný koeficient a l je veličina určená pomerom toku žiarenia absorbovaného telom v malom spektrálnom rozsahu (od l do l + d l) na tok žiarenia dopadajúceho naň v rovnakom spektrálnom rozsahu:

. (10)

Emisivita a absorpčné schopnosti nepriehľadného telesa sú vzájomne prepojené. Pomer spektrálnej hustoty svetelnej energie rovnovážneho žiarenia telesa k jeho spektrálnemu absorpčnému koeficientu nezávisí od povahy telesa; pre všetky telesá je to univerzálna funkcia vlnovej dĺžky a teploty ( Kirchhoffov zákon ):

. (11)

Pre absolútne čierne teleso a l = 1. Z Kirchhoffovho zákona teda vyplýva, že M e, l = , t.j. Univerzálna Kirchhoffova funkcia predstavuje spektrálnu hustotu svietivosti energie absolútne čierneho telesa.

Podľa Kirchhoffovho zákona sa teda pre všetky telesá pomer spektrálnej hustoty svietivosti energie k koeficientu spektrálnej absorpcie rovná spektrálnej hustote svietivosti energie absolútne čierneho telesa pri rovnakých hodnotách. T a l.

Z Kirchhoffovho zákona vyplýva, že spektrálna hustota svietivosti energie akéhokoľvek telesa v ktorejkoľvek oblasti spektra je vždy menšia ako spektrálna hustota svietivosti energie absolútne čierneho telesa (pri rovnakých hodnotách vlnovej dĺžky a teploty) . Okrem toho z tohto zákona vyplýva, že ak teleso pri určitej teplote neabsorbuje elektromagnetické vlny v rozsahu od l do l + d l, potom ich v tomto rozsahu dĺžky pri danej teplote nevyžaruje.

Analytická forma funkcie pre absolútne čierne telo
bola založená Planckom na základe kvantových konceptov o povahe žiarenia:

(12)

Emisné spektrum úplne čierneho telesa má charakteristické maximum (obr. 2), ktoré sa s rastúcou teplotou posúva do oblasti kratšej vlnovej dĺžky (obr. 3). Polohu maximálnej spektrálnej hustoty svetelnej energie je možné určiť z výrazu (12) zvyčajným spôsobom, prirovnaním prvej derivácie k nule:

. (13)

Označením dostaneme:

X – 5 ( – 1) = 0. (14)

Ryža. 2 Obr. 3

Riešenie tejto transcendentálnej rovnice numericky dáva
X = 4, 965.

teda

, (15)

= = b 1 = 2,898 m K, (16)

Funkcia teda dosahuje maximum pri vlnovej dĺžke nepriamo úmernej termodynamickej teplote čierneho telesa ( Prvý viedenský zákon ).

Z Wienovho zákona vyplýva, že pri nízkych teplotách sa vyžarujú prevažne dlhé (infračervené) elektromagnetické vlny. So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje podiel žiarenia vo viditeľnej oblasti spektra a teleso začína žiariť. S ďalším zvyšovaním teploty sa zvyšuje jas jeho žiary a mení sa farba. Preto môže farba žiarenia slúžiť ako charakteristika teploty žiarenia. Približná závislosť farby žiarenia telesa od jeho teploty je uvedená v tabuľke. 1.

stôl 1

Prvý Wienov zákon je tiež tzv vysídľovací zákon , čím sa zdôrazňuje, že so zvyšujúcou sa teplotou sa maximálna spektrálna hustota energetickej svietivosti posúva smerom ku kratším vlnovým dĺžkam.

Nahradením vzorca (17) výrazom (12) je ľahké ukázať, že maximálna hodnota funkcie je úmerná piatej mocnine termodynamickej telesnej teploty ( Druhý viedenský zákon ):

Energetickú svietivosť absolútne čierneho telesa možno zistiť z výrazu (12) jednoduchou integráciou cez vlnovú dĺžku

(18)

kde je redukovaná Planckova konštanta,

Energetická svietivosť absolútne čierneho telesa je úmerná štvrtej mocnine jeho termodynamickej teploty. Toto ustanovenie je tzv Stefan-Boltzmannov zákon a koeficient proporcionality s = 5,67×10 -8 – Stefan-Boltzmannovu konštantu.

Úplne čierne telo je idealizáciou skutočných tiel. Reálne telesá vyžarujú žiarenie, ktorého spektrum nie je opísané Planckovým vzorcom. Ich energetická svietivosť, okrem teploty, závisí od povahy telesa a stavu jeho povrchu. Tieto faktory možno vziať do úvahy, ak sa do vzorca (19) zavedie koeficient, ktorý ukazuje, koľkokrát je energetická svietivosť absolútne čierneho telesa pri danej teplote väčšia ako svietivosť energie skutočného telesa pri rovnakej teplote.

odkiaľ , alebo (21)

Pre všetky skutočné telá<1 и зависит как от природы тела и состояния его поверхности, так и от температуры. В частности, для вольфрамовых нитей электроламп накаливания зависимость от T má tvar znázornený na obr. 4.

Meranie energie žiarenia a teploty elektrickej pece je založené na Seebeckov efekt, ktorý spočíva vo výskyte elektromotorickej sily v elektrickom obvode pozostávajúcom z viacerých rozdielnych vodičov, ktorých kontakty majú rôznu teplotu.

Vznikajú dva rozdielne vodiče termočlánok , a sériovo zapojené termočlánky sú termočlánky. Ak sú kontakty (zvyčajne prechody) vodičov pri rôznych teplotách, potom v uzavretom okruhu vrátane termočlánkov vzniká termoEMF, ktorého veľkosť je jednoznačne určená rozdielom teplôt medzi horúcimi a studenými kontaktmi, počtom pripojených termočlánkov. v sérii a povahe materiálov vodičov.

Veľkosť termoEMF vznikajúceho v obvode v dôsledku energie žiarenia dopadajúceho na spoje tepelného stĺpca sa meria milivoltmetrom umiestneným na prednom paneli meracieho zariadenia. Stupnica tohto zariadenia je odstupňovaná v milivoltoch.

Teplota čierneho telesa (pec) sa meria pomocou termoelektrického teplomeru pozostávajúceho z jedného termočlánku. Jeho EMF sa meria milivoltmetrom, ktorý je tiež umiestnený na prednom paneli meracieho zariadenia a je kalibrovaný v °C.

Poznámka. Milivoltmeter zaznamenáva teplotný rozdiel medzi horúcimi a studenými spojmi termočlánku, takže na získanie teploty pece je potrebné pridať izbovú teplotu k údaju zariadenia.

V tejto práci sa meria termoEMF termočlánku, ktorého hodnota je úmerná energii vynaloženej na ohrev jedného z kontaktov každého termočlánku kolóny, a teda svetelnosti energie (v rovnakých časových intervaloch medzi meraniami a konštantná oblasť žiariča):

Kde b– koeficient proporcionality.

Vyrovnaním pravých strán rovnosti (19) a (22) dostaneme:

s× T 4 =b×e,

Kde s- konštantná hodnota.

Súčasne s meraním termoEMF termokolóny sa meria teplotný rozdiel Δ t horúce a studené spoje termočlánku umiestneného v elektrickej peci a určujú teplotu pece.

Pomocou experimentálne získaných hodnôt teploty úplne čierneho telesa (pec) a zodpovedajúcich hodnôt termoEMF termokolóny určte hodnotu koeficientu úmernú
sti s, ktorý by mal byť rovnaký vo všetkých experimentoch. Potom nakreslite závislosť c= f(T), ktorá by mala vyzerať ako priamka rovnobežná s teplotnou osou.

V laboratórnych prácach sa teda stanovuje povaha závislosti energetickej svietivosti absolútne čierneho telesa od jeho teploty, t.j. Stefan-Boltzmannov zákon je overený.