Zdolność emisyjna

Zdolność emisyjna ciała – wielkość fizyczna określająca możliwość emisji elektromagnetycznego promieniowania termicznego przez to ciało. Jest funkcją temperatury ciała i częstotliwości emitowanego promieniowania $\varepsilon \left(T,\nu \right).$ Zdolność emisyjna ciała znajdującego się w temperaturze $T$ do emisji promieniowania o częstotliwości $\nu$ równa jest energii promieniowania o częstotliwości z zakresu $(\nu ,\nu +\operatorname {d} \nu )$ emitowanej z powierzchni 1 m² w ciągu 1 s lub krócej, strumieniowi energii promieniowania $\Phi$ emitowanemu z powierzchni 1 m². Definicję tę wyraża wzór

$\varepsilon \left(T,\nu \right)={\frac {1}{St}}{\frac {\operatorname {d} E}{\operatorname {d} \nu }}={\frac {1}{S}}{\frac {\operatorname {d} \Phi }{\operatorname {d} \nu }}\qquad [\varepsilon ]={\frac {\operatorname {W} }{\operatorname {m} ^{2}\,\mathrm {Hz} }}.$

Względna zdolność emisyjna

Najwyższą zdolność emisyjną w dowolnej temperaturze ma ciało doskonale czarne (wartość z definicji wynosi 1), zaś najniższą – ciało doskonale białe (wartość 0). Dla innych ciał można określić ich zdolność emisyjną jako iloraz zdolności emisyjnej badanego ciała i ciała doskonale czarnego

$\varepsilon _{w}(T,\nu )={\frac {\varepsilon (T,\nu )}{\varepsilon _{CDC}(T,\nu )}}.$

Parametr ten nazywa się względną zdolnością emisyjną. Jedne z najwyższych wartości (>0,9) osiąga on dla substancji takich jak sadza, woda, lód, czy azbest. Bardzo niskie wartości tego parametru (<0,1) mierzy się z kolei dla wielu metali pozbawionych warstwy tlenków z powierzchni i wypolerowanych. Według przyjętej definicji względna zdolność emisyjna jest bezwymiarowa.

Uwaga: W wielu podręcznikach, szczególnie autorów anglojęzycznych, zdolność emisyjna rozumiana jest jako względna zdolność emisyjna.

Całkowita zdolność emisyjna

Łączna zdolność emisyjna dla wszystkich częstotliwości nosi nazwę całkowitej zdolności emisyjnej. Określa ją wzór

$\varepsilon _{c}(T)=\int \limits _{0}^{\infty }{\varepsilon (T,\nu )}\operatorname {d} \nu \qquad \left[\varepsilon _{c}\right]=\mathrm {\frac {W}{m^{2}}} .$

Dla danego ciała wielkość ta zależy tylko od jego temperatury.

Zobacz też

• zdolność absorpcyjna

Bibliografia

• Światło a fizyka kwantowa. W: David Halliday, Robert Resnick: Podstawy fizyki. T. 2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1993. ISBN 83-01-09324-2.
• Optyka kwantowa. W: Igor W. Sawieliew: Wykłady z fizyki. T. 3. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1998. ISBN 83-01-11606-4. Brak numerów stron w książce
• Fizyka. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1991, seria: Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich. ISBN 83-204-1192-0. Brak numerów stron w książce
• Ludwik Michalski, Krystyna Eckersdorf, Jacek Kucharski: Termometria: przyrządy i metody. Łódź: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 1998. ISBN 83-87198-53-6. Brak numerów stron w książce