Тепловое излучение веществ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Электрические явления, происходящие в веществах под действием электромагнитного излучения, называются фотоэлектрическими. Фотоэлектрические явления возникают, когда энергия поглощённого фотона затрачивается на квантовый переход электрона в состояние с большей энергией. В зависимости от соотношения между энергией фотонов и характерными энергиями вещества (энергией возбуждения атомов и молекул, энергией их ионизации, работой выхода электронов из твёрдого тела и т.п.) поглощение электромагнитного излучения может вызывать разные фотоэлектрические явления.

Если энергия облучения достаточно велика для ионизации атомов и молекул газа, то происходит фотоионизация, когда электрон выходит за пределы атома или молекулы. Если такая энергия поглощается электронами жидкости или твёрдого тела, возникает фотоэлектронная эмиссия. Фотоэлектронную эмиссию часто называют внешним фотоэффектом.

В отличие от внешнего фотоэффекта, все фотоэлектрические явления, обусловленные переходами электронов из связанных состояний в квазисвободные внутри твёрдого тела, объединяются термином фотоэффект внутренний.

В металлах из-за очень высокой электропроводности внутренний фотоэффект не наблюдается и возникает только фотоэлектронная эмиссия. Примеры фотоприемников, основанных на внешнем и внутреннем фотоэффектах.

Абсолютно все вещества при температуре выше нуля оК излучают электромагнитные энергию, возникающую за счет внутренней энергии вещества. Тепловое излучение возникает при всех безизлучательных процессах, то есть при различных типах столкновений частиц в газах, при обмене энергиями электронного и колебательного движений в твердых телах. Как правило, нет равновесия между излучением и поглощением энергии. Горячие тела больше излучают энергии, чем поглощают, а холодные наоборот – больше поглощают, чем излучают. Излучение от горячего тела передается холодному. Для поддержания стационарного, неравновесного состояния к излучающим телам нужно подводить энергию извне, от холодных – отводить.

Равновесие процессов излучения и поглощения выполняется для абсолютно черного тела.

Спектр равновесного излучения абсолютно черного тела не зависит от природы вещества.

Спектры распределения энергии реальных веществ отличаются от спектров абсолютно черного тела. При этом существует выраженная зависимость плотности излучения от температуры. Это означает, что в случае фотометрических измерений при использовании лампы накаливания в качестве источника света принципиальное значение имеет стабилизация температуры нити накаливания лампы.