Absoliučiai balto kūno energijos šviesumo spektrinis tankis. Kūno energetinis šviesumas

Energijos šviesumo (ryškumo) spektrinis tankis yra funkcija, parodanti energijos šviesumo (ryškumo) pasiskirstymą spinduliavimo spektre.
Tai reiškia:
Energetinis šviesumas – tai paviršiaus skleidžiamos energijos paviršiaus srauto tankis
Energijos ryškumas – tai srauto kiekis, išspinduliuojamas ploto vienetui, vienam erdvės kampo vienetui tam tikra kryptimi

Visiškai juodas kūnas- fizinis idealizavimas, naudojamas termodinamikoje, kūnas, kuris sugeria visą elektromagnetinę spinduliuotę, patenkančią į jį visuose diapazonuose ir nieko neatspindi. Nepaisant pavadinimo, visiškai juodas kūnas pats gali skleisti bet kokio dažnio elektromagnetinę spinduliuotę ir vizualiai turėti spalvą. Absoliučiai juodo kūno spinduliuotės spektrą lemia tik jo temperatūra.

Grynas juodas korpusas

Grynas juodas korpusas- tai fizinė abstrakcija (modelis), kuri suprantama kaip kūnas, kuris visiškai sugeria visą ant jo patenkančią elektromagnetinę spinduliuotę

Visiškai juodam kūnui

Pilkas kūnas

Pilkas kūnas- tai kūnas, kurio absorbcijos koeficientas nepriklauso nuo dažnio, o priklauso tik nuo temperatūros

- pilkam kūnui

Kirchhoffo šiluminės spinduliuotės dėsnis

Bet kurio kūno spinduliuotės ir jo sugerties gebos santykis yra vienodas visiems kūnams tam tikroje temperatūroje tam tikru dažniu ir nepriklauso nuo jų formos ir cheminės prigimties.

Absoliučiai juodo kūno energijos šviesumo spektrinio tankio priklausomybė nuo temperatūros

Juodo kūno spektrinės spinduliuotės energijos tankio L (T) priklausomybė nuo temperatūros T mikrobangų spinduliuotės diapazone nustatyta temperatūrų intervalui nuo 6300 iki 100000 K.

Vieno poslinkio įstatymas suteikia bangos ilgio, kuriam esant juodojo kūno energijos spinduliuotės srautas pasiekia maksimumą, priklausomybę nuo juodojo kūno temperatūros.

B=2,90* m*K

Stefano-Boltzmanno įstatymas

Rayleigh-jeans formulė

Plancko formulė

nuolatinis baras

Foto efektas- tai medžiagos elektronų emisija veikiant šviesai (ir apskritai bet kokiai elektromagnetinei spinduliuotei). Kondensuotose medžiagose (kietose ir skystose) atsiranda išorinis ir vidinis fotoelektrinis efektas.

Fotoelektrinio efekto dėsniai:

Formulė 1-asis fotoelektrinio efekto dėsnis: elektronų, skleidžiamų šviesos iš metalo paviršiaus per laiko vienetą tam tikru dažniu, skaičius yra tiesiogiai proporcingas metalą apšviečiančiam šviesos srautui.

Pagal 2-asis fotoelektrinio efekto dėsnis, didžiausia šviesos išmestų elektronų kinetinė energija didėja tiesiškai su šviesos dažniu ir nepriklauso nuo jos intensyvumo.

3 fotoelektrinio efekto dėsnis: kiekvienai medžiagai yra nustatyta raudona fotoelektrinio efekto riba, ty mažiausias šviesos dažnis (arba didžiausias bangos ilgis λ 0), kuriam esant fotoelektrinis efektas vis dar įmanomas, o jei , tai fotoelektrinis efektas nebepasireiškia..

Fotonas- elementarioji dalelė, elektromagnetinės spinduliuotės kvantas (siaurąja šviesos prasme). Tai bemasė dalelė, kuri gali egzistuoti tik judant šviesos greičiu. Fotono elektrinis krūvis taip pat lygus nuliui.

Einšteino lygtis išoriniam fotoelektriniam efektui

Fotoelementas- elektroninis prietaisas, paverčiantis fotonų energiją į elektros energiją. Pirmąjį fotoelementą, pagrįstą išoriniu fotoelektriniu efektu, XIX amžiaus pabaigoje sukūrė Aleksandras Stoletovas.

fotono energija, masė ir impulsas

Lengvas spaudimas yra slėgis, kurį sukuria elektromagnetinės šviesos bangos, patenkančios į kūno paviršių.

Slėgis p, kurį banga daro metalo paviršiuje, gali būti apskaičiuojamas kaip gaunamų Lorenco jėgų, veikiančių laisvuosius elektronus metalo paviršiniame sluoksnyje, ir metalo paviršiaus ploto santykis:

Kvantinė šviesos teorija paaiškina lengvas spaudimas fotonams perduodant savo impulsą medžiagos atomams ar molekulėms.

Komptono efektas(Compton efektas) - elektromagnetinės spinduliuotės bangos ilgio keitimo reiškinys dėl elastingos elektronų sklaidos

Komptono bangos ilgis

De Broglie spėjimas prancūzų fizikas Louisas de Broglie iškėlė idėją elektronui priskirti bangines savybes. Rašydamas analogiją tarp kvanto, de Broglie pasiūlė, kad elektrono ar bet kurios kitos dalelės, turinčios ramybės masę, judėjimas yra susijęs su bangų procesu.

De Broglie spėjimas nustato, kad judanti dalelė, kurios energija E ir impulsas p, atitinka bangos procesą, kurio dažnis yra lygus:

ir bangos ilgis:

čia p yra judančios dalelės impulsas.

Davisson-Germer eksperimentas- fizinis elektronų difrakcijos eksperimentas, kurį 1927 metais atliko amerikiečių mokslininkai Clinton Davisson ir Lesteris Germeris.

Buvo atliktas elektronų atspindžio iš nikelio monokristalo tyrimas. Į komplektaciją įeina vienas nikelio kristalas, įžemintas kampu ir sumontuotas ant laikiklio. Monochromatinių elektronų spindulys buvo nukreiptas statmenai poliruoto pjūvio plokštumai. Elektronų greitis buvo nustatytas pagal elektronų pistoleto įtampą:

Faradėjaus puodelis buvo sumontuotas kampu į krintantį elektronų pluoštą, prijungtas prie jautraus galvanometro. Pagal galvanometro rodmenis buvo nustatytas nuo kristalo atsispindinčio elektronų pluošto intensyvumas. Visa instaliacija buvo vakuume.

Eksperimentuose buvo matuojamas kristalo išsklaidyto elektronų pluošto intensyvumas, priklausomai nuo sklaidos kampo nuo azimutinio kampo , apie elektronų greitį pluošte.

Eksperimentai parodė, kad elektronų sklaidoje yra ryškus selektyvumas. Skirtingais kampais ir greičiais atspindėtuose spinduliuose stebimi intensyvumo maksimumai ir minimumai. Maksimali sąlyga:

Čia yra tarpplaninis atstumas.

Taigi elektronų difrakcija buvo pastebėta ant vieno kristalo kristalinės gardelės. Eksperimentas buvo puikus patvirtinimas, kad mikrodalelėse egzistuoja bangos savybės.

Bangos funkcija, arba psi funkcija- sudėtingos reikšmės funkcija, naudojama kvantinėje mechanikoje grynai sistemos būsenai apibūdinti. Ar būsenos vektoriaus plėtimosi koeficientas per bazę (dažniausiai koordinatės):

kur yra koordinačių bazinis vektorius ir banginė funkcija koordinačių vaizde.

Fizinė banginės funkcijos reikšmė yra ta, kad pagal Kopenhagos kvantinės mechanikos interpretaciją tikimybės tankis rasti dalelę tam tikrame erdvės taške tam tikru laiko momentu laikomas lygiu absoliučios vertės kvadratui. šios būsenos banginė funkcija koordinačių vaizde.

Heisenbergo neapibrėžtumo principas(arba Heisenbergas) kvantinėje mechanikoje – esminė nelygybė (neapibrėžtumo santykis), kuri nustato tikslumo ribą, kad vienu metu būtų galima nustatyti porą fizinių stebimų dalykų, apibūdinančių kvantinę sistemą (žr. fizinį kiekį), aprašytą nejudančių operatorių (pavyzdžiui, koordinatės ir impulsas, srovė ir įtampa, elektrinis ir magnetinis laukas). Neapibrėžtumo ryšys [* 1] nustato apatinę kvantinių stebimų objektų poros standartinių nuokrypių sandaugos ribą. Neapibrėžtumo principas, kurį 1927 m. atrado Werneris Heisenbergas, yra vienas iš kvantinės mechanikos kertinių akmenų.

Apibrėžimas Jei tam tikroje būsenoje yra keletas (daug) identiškų sistemos kopijų, tada išmatuotos koordinatės ir impulso vertės paklus tam tikram tikimybių pasiskirstymui - tai yra pagrindinis kvantinės mechanikos postulatas. Išmatavę koordinatės standartinio nuokrypio vertę ir impulso standartinį nuokrypį, pamatysime, kad:

Šriodingerio lygtis

Potencialas šulinys– erdvės sritis, kurioje yra dalelės potencialios energijos lokalus minimumas.

Tunelio efektas, tuneliavimas- potencialo barjero įveikimas mikrodalele tuo atveju, kai jos bendra energija (kuri tuneliavimo metu išlieka nepakitusi) yra mažesnė už barjero aukštį. Tunelio efektas yra išskirtinai kvantinės prigimties reiškinys, neįmanomas ir netgi visiškai prieštaraujantis klasikinei mechanikai. Tunelio efekto analogas bangų optikoje gali būti šviesos bangos prasiskverbimas į atspindinčią terpę (šviesos bangos ilgio eilės atstumu) tokiomis sąlygomis, kai geometrinės optikos požiūriu atsiranda visiškas vidinis atspindys. Tuneliavimo reiškinys yra daugelio svarbių procesų atominėje ir molekulinėje fizikoje, atomo branduolio fizikoje, kietosios būsenos ir kt.

Harmoninis osciliatorius kvantinėje mechanikoje tai yra paprasto harmoninio osciliatoriaus kvantinis analogas, o atsižvelgiama ne į dalelę veikiančias jėgas, o į Hamiltono, tai yra bendra harmoninio osciliatoriaus energija, ir manoma, kad potenciali energija priklauso kvadratiškai ant koordinačių. Atsižvelgiant į šiuos terminus, susijusius su potencialios energijos išplėtimu išilgai koordinatės, atsiranda anharmoninio osciliatoriaus koncepcija.

Atomų sandaros tyrimas parodė, kad atomai susideda iš teigiamai įkrauto branduolio, kuriame sutelkta beveik visa masė. h atomo, o aplink branduolį juda neigiamo krūvio elektronai.

Bohr-Rutherford planetinis atomo modelis. 1911 m. Ernestas Rutherfordas, atlikęs daugybę eksperimentų, padarė išvadą, kad atomas yra tam tikra planetų sistema, kurioje elektronai juda orbitomis aplink sunkų teigiamai įkrautą branduolį, esantį atomo centre („Rutherfordo atomas“). modelis"). Tačiau toks atomo aprašymas prieštarauja klasikinei elektrodinamikai. Faktas yra tas, kad pagal klasikinę elektrodinamiką elektronas, judėdamas centripetiniu pagreičiu, turėtų skleisti elektromagnetines bangas ir dėl to prarasti energiją. Skaičiavimai parodė, kad laikas, per kurį elektronas tokiame atome patenka į branduolį, yra visiškai nereikšmingas. Atomų stabilumui paaiškinti Nielsas Bohras turėjo įvesti postulatus, kurie susivedė į tai, kad elektronas atome, būdamas tam tikrose energijos būsenose, neišskiria energijos („Bohr-Rutherfordo atomo modelis“). Bohro postulatai parodė, kad klasikinė mechanika atomui apibūdinti netaikoma. Tolesnis atominės spinduliuotės tyrimas paskatino sukurti kvantinę mechaniką, kuri leido paaiškinti didžiąją daugumą pastebėtų faktų.

Atomų emisijos spektrai paprastai gaunamas esant aukštai šviesos šaltinio (plazmos, lanko ar kibirkšties) temperatūrai, kurioje medžiaga išgaruoja, jos molekulės skyla į atskirus atomus ir atomai sužadinami švyti. Atominė analizė gali būti arba emisija – emisijos spektrų tyrimas, arba sugertis – sugerties spektrų tyrimas.
Atomo emisijos spektras yra spektro linijų rinkinys. Spektrinė linija atsiranda dėl monochromatinės šviesos spinduliuotės elektronui pereinant iš vieno elektroninio polygio, kurį leidžia Bohro postulatas, į kitą skirtingų lygių polygį. Šią spinduliuotę apibūdina bangos ilgis K, dažnis v arba bangos skaičius co.
Atomo emisijos spektras yra spektro linijų rinkinys. Spektrinė linija atsiranda dėl monochromatinės šviesos spinduliuotės elektronui pereinant iš vieno elektroninio polygio, kurį leidžia Bohro postulatas, į kitą skirtingų lygių polygį.

Bohro atomo modelis (Boro modelis)- pusiau klasikinis atomo modelis, kurį 1913 m. pasiūlė Nielsas Bohras. Jis rėmėsi Rutherfordo pasiūlytu planetiniu atomo modeliu. Tačiau klasikinės elektrodinamikos požiūriu elektronas Rutherfordo modelyje, judėdamas aplink branduolį, turėtų skleisti nuolat, o labai greitai, praradęs energiją, kristi į branduolį. Norėdamas įveikti šią problemą, Bohras pateikė prielaidą, kurios esmė yra ta, kad elektronai atome gali judėti tik tam tikromis (stacionariomis) orbitomis, kuriose jie neišspinduliuoja, o emisija arba sugertis įvyksta tik perėjimo iš vieno momentu. skrieja į kitą. Be to, stacionarios yra tik tos orbitos, išilgai kurių elektrono kampinis impulsas yra lygus sveikajam Plancko konstantų skaičiui: .

Naudodamasis šia prielaida ir klasikinės mechanikos dėsniais, būtent elektrono traukos jėgos iš branduolio pusės ir išcentrinės jėgos, veikiančios besisukantį elektroną, lygybe, jis gavo tokias stacionarios orbitos spindulio vertes. ir šioje orbitoje esančio elektrono energija:

Čia yra elektrono masė, Z yra protonų skaičius branduolyje, yra dielektrinė konstanta, e yra elektrono krūvis.

Būtent šią energijos išraišką galima gauti taikant Schrödingerio lygtį, išsprendžiant elektrono judėjimo centriniame Kulono lauke problemą.

Pirmosios orbitos spindulys vandenilio atome R 0 =5,2917720859(36)·10 −11 m, dabar vadinamas Boro spinduliu arba atominiu ilgio vienetu ir plačiai naudojamas šiuolaikinėje fizikoje. Pirmosios orbitos energija eV yra vandenilio atomo jonizacijos energija.

Boro postulatai

§ Atomas gali būti tik specialiose stacionariose, arba kvantinėse, būsenose, kurių kiekviena turi tam tikrą energiją. Nejudančioje būsenoje atomas neskleidžia elektromagnetinių bangų.

§ Elektronas atome, neprarasdamas energijos, juda tam tikromis diskrečiomis apskritimo orbitomis, kurių kampinis momentas yra kvantuojamas: , kur yra natūralūs skaičiai ir yra Planko konstanta. Elektrono buvimas orbitoje lemia šių nejudančių būsenų energiją.

§ Kai elektronas juda iš orbitos (energijos lygio) į orbitą, išspinduliuojamas arba sugeriamas energijos kvantas, kur yra energijos lygiai, tarp kurių vyksta perėjimas. Judant iš aukštesnio lygio į žemesnį, iš žemesnio į aukštesnį lygį išsiskiria energija;

Naudodamas šiuos postulatus ir klasikinės mechanikos dėsnius, Bohras pasiūlė atomo modelį, dabar vadinamą Bohro atomo modeliu. Vėliau Sommerfeldas išplėtė Bohro teoriją į elipsinių orbitų atvejį. Jis vadinamas Bohr-Sommerfeld modeliu.

Franko ir Hertzo eksperimentai

patirtis tai parodė elektronai dalimis perduoda savo energiją gyvsidabrio atomams , o 4,86 ​​eV yra mažiausia įmanoma dalis, kurią gali sugerti gyvsidabrio atomas, esantis antžeminės energijos būsenoje

Balmerio formulė

Keturių matomų vandenilio spektro linijų bangos ilgiams λ apibūdinti I. Balmeris pasiūlė formulę

kur n = 3, 4, 5, 6; b = 3645,6 Å.

Šiuo metu Balmer serijai naudojamas specialus Rydberg formulės atvejis:

kur λ yra bangos ilgis,

R≈ 1,0974 10 7 m −1 – Rydbergo konstanta,

n- pagrindinis pradinio lygio kvantinis skaičius yra natūralusis skaičius, didesnis arba lygus 3.

Į vandenilį panašus atomas- atomas, kurio elektronų apvalkale yra vienas ir tik vienas elektronas.

Rentgeno spinduliuotė- elektromagnetinės bangos, kurių fotonų energija yra elektromagnetinių bangų skalėje tarp ultravioletinės spinduliuotės ir gama spinduliuotės, kuri atitinka bangų ilgį nuo 10 -2 iki 10 3 Å (nuo 10 -12 iki 10 -7 m)

Rentgeno vamzdelis- elektrinis vakuuminis prietaisas, skirtas rentgeno spinduliuotei generuoti.

Bremsstrahlung- elektromagnetinė spinduliuotė, kurią skleidžia įkrauta dalelė, kai ji yra išsklaidyta (stabdoma) elektriniame lauke. Kartais į „bremsstrahlung“ sąvoką įeina ir reliatyvistinio krūvio dalelių, judančių makroskopiniuose magnetiniuose laukuose (akceleratoriuose, kosminėje erdvėje), spinduliavimas ir vadinamas magnetobremsstrahlung; tačiau šiuo atveju dažniau vartojamas terminas yra „sinchrotroninė spinduliuotė“.

CHARAKTERISTINĖ EMISIJA- Rentgenas linijos spektro spinduliuotė. Kiekvieno elemento atomų charakteristika.

Cheminis ryšys- atomų sąveikos reiškinys, atsirandantis dėl jungiamųjų dalelių elektronų debesų persidengimo, kurį lydi bendros sistemos energijos sumažėjimas.

molekulinis spektras- emisijos (absorbcijos) spektras, atsirandantis per kvantinius perėjimus tarp molekulių energijos lygių

Energijos lygis- Kvantinių sistemų, ty sistemų, susidedančių iš mikrodalelių (elektronų, protonų ir kitų elementariųjų dalelių) ir paklūstančių kvantinės mechanikos dėsniams, energijos savosios vertės.

Kvantinis skaičius n – Pagrindinis dalykas . Jis nustato elektrono energiją vandenilio atomo ir vieno elektrono sistemose (He +, Li 2+ ir kt.). Šiuo atveju elektronų energija

Kur n paima reikšmes nuo 1 iki ∞. Kuo mažiau n, tuo didesnė elektrono ir branduolio sąveikos energija. At n= 1 vandenilio atomas yra pagrindinėje būsenoje, at n> 1 – susijaudinęs.

Atrankos taisyklės spektroskopijoje jie vadina perėjimų tarp kvantinės mechaninės sistemos lygių su fotono absorbcija arba emisija apribojimais ir draudimais, kuriuos nustato išsaugojimo dėsniai ir simetrija.

Daugiaelektroniniai atomai vadinami atomai, turintys du ar daugiau elektronų.

Zeeman efektas- atomo spektro linijų padalijimas magnetiniame lauke.

1896 m. Zeeman atrado natrio emisijos linijas.

Elektronų paramagnetinio rezonanso reiškinio esmė yra neporinių elektronų elektromagnetinės spinduliuotės rezonansinė absorbcija. Elektronas turi sukimąsi ir su juo susijusį magnetinį momentą.

ŠILUMINIS SPINDULIAVIMAS Stefano Boltzmanno dėsnis Ryšys tarp energijos šviesumo R e ir juodo kūno energijos šviesumo spektrinio tankio Pilko kūno energetinis šviesumas Wieno poslinkio dėsnis (1-asis dėsnis) Juodo kūno energijos šviesumo maksimalaus spektrinio tankio priklausomybė kūno temperatūros (2-asis dėsnis) Plancko formulė

TERMINĖ SPINDULIACIJA 1. Saulės energijos šviesumo didžiausias spektrinis tankis atsiranda esant bangos ilgiui = 0,48 mikrono. Darant prielaidą, kad Saulė spinduliuoja kaip juodas kūnas, nustatykite: 1) jos paviršiaus temperatūrą; 2) jo paviršiaus skleidžiama galia. Pagal Wien poslinkio dėsnį, Saulės paviršiaus skleidžiama galia Pagal Stefano Boltzmanno dėsnį,

ŠILUMINIS SPINDULIAVIMAS 2. Nustatykite šilumos kiekį, kuris per 1 minutę praranda 50 cm 2 nuo išlydytos platinos paviršiaus, jei platinos sugeriamoji geba A T = 0,8. Platinos lydymosi temperatūra yra 1770 °C. Platinos prarandamas šilumos kiekis yra lygus jos karšto paviršiaus skleidžiamai energijai pagal Stefano Boltzmanno dėsnį.

ŠILUMINIS SPINDULIAVIMAS 3. Elektrinė krosnis suvartoja galią P = 500 W. Jo vidinio paviršiaus su atvira maža skylute, kurios skersmuo d = 5,0 cm, temperatūra yra 700 °C. Kiek suvartojamos elektros energijos išsklaido sienos? Bendra galia nustatoma pagal jėgų, išleistų per skylę, sumą. Galia, kurią išsklaido sienos. Pagal Stefano Boltzmanno dėsnį,

ŠILUMINIS SPINDULIAVIMAS 4 Volframo siūlas kaitinamas vakuume I = 1 A jėgos srove iki temperatūros T 1 = 1000 K. Kokio stiprumo srove siūlas įkaista iki temperatūros T 2 = 3000 K? Volframo sugerties koeficientai ir jo savitoji varža, atitinkanti temperatūras T 1, T 2, yra lygūs: a 1 = 0,115 ir a 2 = 0,334; 1 = 25, Ohm m, 2 = 96, Ohm m Išspinduliuojama galia lygi galiai, suvartojamai iš elektros grandinės pastovioje būsenoje. Elektros galia, išsiskirianti laidininke Pagal Stefano Boltzmanno dėsnį,

ŠILUMINIS SPINDULIAVIMAS 5. Saulės spektre didžiausias energijos šviesumo spektrinis tankis atsiranda, kai bangos ilgis yra .0 = 0,47 mikrono. Darant prielaidą, kad Saulė spinduliuoja kaip visiškai juodas kūnas, suraskite saulės spinduliuotės intensyvumą (ty spinduliuotės srauto tankį) šalia Žemės už jos atmosferos ribų. Šviesos intensyvumas (spinduliavimo intensyvumas) Šviesos srautas Pagal Stefano Boltzmanno ir Wieno įstatymus

TERMINĖ SPINDULIACIJA 6. Bangos ilgis 0, kuris atspindi didžiausią energiją juodojo kūno spinduliuotės spektre, yra 0,58 mikrono. Nustatykite maksimalų energijos šviesumo spektrinį tankį (r,T) max, apskaičiuotą bangos ilgio intervalui = 1 nm, netoli 0. Didžiausias energijos šviesumo spektrinis tankis yra proporcingas temperatūros penktajai galiai ir išreiškiamas 2-uoju Wieno dėsniu. Temperatūra T išreiškiama iš Wieno poslinkio dėsnio reikšmė C pateikiama SI vienetais, kuriuose vieneto bangos ilgio intervalas = 1 m Pagal uždavinio sąlygas reikia apskaičiuoti spektrinį šviesumo tankį, apskaičiuotą bangos ilgio intervalui 1. nm, todėl išrašome C reikšmę SI vienetais ir perskaičiuojame tam tikram bangos ilgio intervalui:

ŠILUMĖS SPINDULIAVIMAS 7. Saulės spinduliuotės spektro tyrimas rodo, kad energijos šviesumo didžiausias spektrinis tankis atitinka bangos ilgį = 500 nm. Laikydami Saulę juodu kūnu, nustatykite: 1) Saulės energetinį šviesumą R e; 2) Saulės skleidžiamas energijos srautas F e; 3) per 1 s Saulės skleidžiamų elektromagnetinių bangų (visų ilgių) masė. 1. Pagal Stefano Boltzmanno ir Wieno dėsnius 2. Šviesos srautas 3. Saulės skleidžiamų elektromagnetinių bangų (visų ilgių) masę per laiką t = 1 s, nustatome taikydami masės ir energijos proporcingumo dėsnį. E = ms 2. Elektromagnetinių bangų, sklindančių per laiką t, energija lygi energijos srauto sandaugai Ф e ((spinduliavimo galia) pagal laiką: E=Ф e t. Todėl Ф e =ms 2, iš kur m= Ф e/s 2.

1. Šiluminės spinduliuotės charakteristikos.

2. Kirchhoffo dėsnis.

3. Juodojo kūno spinduliavimo dėsniai.

4. Saulės spinduliavimas.

5. Fiziniai termografijos pagrindai.

6. Fototerapija. Terapinis ultravioletinių spindulių naudojimas.

7. Pagrindinės sąvokos ir formulės.

8. Užduotys.

Iš įvairių elektromagnetinės spinduliuotės, matomos ar nematomos žmogaus akiai, galima išskirti tą, kuri būdinga visiems kūnams - tai šiluminė spinduliuotė.

Šiluminė spinduliuotė- elektromagnetinė spinduliuotė, kurią skleidžia medžiaga ir atsiranda dėl jos vidinės energijos.

Šiluminę spinduliuotę sukelia medžiagos dalelių sužadinimas susidūrimų metu šiluminio judėjimo metu arba pagreitėjus krūvių judėjimui (kristalinės gardelės jonų virpesiai, terminis laisvųjų elektronų judėjimas ir kt.). Jis atsiranda bet kokioje temperatūroje ir būdingas visiems kūnams. Būdinga šiluminės spinduliuotės savybė yra nuolatinis spektras.

Spinduliuotės intensyvumas ir spektrinė sudėtis priklauso nuo kūno temperatūros, todėl šiluminę spinduliuotę akis ne visada suvokia kaip švytėjimą. Pavyzdžiui, iki aukštos temperatūros įkaitinti kūnai išskiria nemažą dalį energijos matomame diapazone, o kambario temperatūroje beveik visa energija išspinduliuojama infraraudonojoje spektro dalyje.

26.1. Šiluminės spinduliuotės charakteristikos

Energija, kurią kūnas praranda dėl šiluminės spinduliuotės, apibūdinama šiais dydžiais.

Radiacijos srautas(F) – per laiko vienetą iš viso kūno paviršiaus išskiriama energija.

Tiesą sakant, tai yra šiluminės spinduliuotės galia. Spinduliuotės srauto matmuo yra [J/s = W].

Energingas šviesumas(Re) yra šiluminės spinduliuotės energija, skleidžiama per laiko vienetą iš šildomo kūno paviršiaus vieneto:

Šios charakteristikos matmuo yra [W/m2].

Ir spinduliuotės srautas, ir energetinis šviesumas priklauso nuo medžiagos struktūros ir jos temperatūros: Ф = Ф(Т), Re = Re(T).

Jį apibūdina energetinio šviesumo pasiskirstymas per šiluminės spinduliuotės spektrą spektrinis tankis. Pažymime šiluminės spinduliuotės energiją, kurią skleidžia vienas paviršius per 1 s siaurame bangos ilgių diapazone nuo λ prieš λ +d λ, per dRe.

Energetinio šviesumo spektrinis tankis(r) arba spinduliuotė vadinamas energetinio šviesumo siauroje spektro dalyje (dRe) ir šios dalies pločio santykiu (dλ):

Apytikslė spektrinio tankio ir energetinio šviesumo (dRe) forma bangos ilgių diapazone nuo λ prieš λ +d λ, parodyta pav. 26.1.

Ryžiai. 26.1. Energetinio šviesumo spektrinis tankis

Energetinio šviesumo spektrinio tankio priklausomybė nuo bangos ilgio vadinama kūno spinduliuotės spektras.Šios priklausomybės žinojimas leidžia apskaičiuoti kūno energetinį šviesumą bet kuriame bangos ilgio diapazone:

Kūnai ne tik skleidžia, bet ir sugeria šiluminę spinduliuotę. Kūno gebėjimas sugerti spinduliuotės energiją priklauso nuo jo medžiagos, temperatūros ir spinduliuotės bangos ilgio. Organizmo sugeriamumas pasižymi monochromatinis sugerties koeficientasα.

Tegul srovelė nukrenta ant kūno paviršiaus vienspalvis spinduliuotė Φ λ su bangos ilgiu λ. Dalis šio srauto atsispindi, o dalį absorbuoja kūnas. Pažymime sugerto srauto dydį Φ λ abs.

Monochromatinis sugerties koeficientas α λ yra tam tikro kūno sugerto spinduliuotės srauto ir krentančio vienspalvio srauto dydžio santykis:

Monochromatinis sugerties koeficientas yra bematis dydis. Jo reikšmės yra tarp nulio ir vieneto: 0 ≤ α ≤ 1.

Funkcija α = α(λ,T), išreiškianti monochromatinės sugerties koeficiento priklausomybę nuo bangos ilgio ir temperatūros, vadinama absorbcijos pajėgumas kūnai. Jo išvaizda gali būti gana sudėtinga. Toliau aptariami paprasčiausi absorbcijos tipai.

Grynas juodas korpusas- kūnas, kurio sugerties koeficientas lygus vienetui visiems bangos ilgiams: α = 1. Jis sugeria visą į jį patenkančią spinduliuotę.

Pagal savo sugeriamąsias savybes suodžiai, juodas aksomas ir platinos juodos spalvos yra artimos absoliučiai juodam korpusui. Labai geras juodo korpuso modelis – uždara ertmė su maža skylute (O). Ertmės sienelės pajuodusios (pav. 26.2.

Spindulys, patenkantis į šią skylę, po pasikartojančių atspindžių nuo sienų beveik visiškai sugeriamas. Panašūs įrenginiai

Ryžiai. 26.2. Juodos spalvos korpuso modelis

naudojamas kaip šviesos standartas, naudojamas aukštai temperatūrai matuoti ir kt.

Absoliučiai juodo kūno energijos šviesumo spektrinis tankis žymimas ε(λ,Τ). Ši funkcija atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį šiluminės spinduliuotės teorijoje.

Jo forma iš pradžių buvo nustatyta eksperimentiškai, o vėliau gauta teoriškai (Plancko formulė). Visiškai baltas kūnas

- kūnas, kurio sugerties koeficientas yra lygus nuliui visiems bangos ilgiams: α = 0.

Pilkas kūnas Gamtoje tikrai baltų kūnų nėra, tačiau yra kūnų, kurie savo savybėmis yra artimi jiems gana plačiame temperatūrų ir bangų ilgių diapazone. Pavyzdžiui, optinėje spektro dalyje esantis veidrodis atspindi beveik visą krintančią šviesą.< 1.

Kai kurie tikri kūnai turi šią savybę tam tikrame bangos ilgių ir temperatūrų diapazone. Pavyzdžiui, žmogaus oda infraraudonųjų spindulių srityje gali būti laikoma „pilka“ (α = 0,9).

26.2. Kirchhoffo dėsnis

Kiekybinį ryšį tarp spinduliuotės ir sugerties nustatė G. Kirchhoff (1859).

Kirchhoffo dėsnis- požiūris spinduliuotė kūnas jam absorbcijos pajėgumas yra vienodas visiems kūnams ir yra lygus absoliučiai juodo kūno energijos šviesumo spektriniam tankiui:

Pažymėkime kai kurias šio įstatymo pasekmes.

1. Jei kūnas tam tikroje temperatūroje nesugeria jokios spinduliuotės, vadinasi, jis jos ir neišskiria. Tikrai, jei už

26.3. Juodojo kūno spinduliavimo dėsniai

Juodojo kūno spinduliuotės dėsniai buvo nustatyti tokia seka.

1879 metais eksperimentiškai J. Stefanas, o 1884 metais L. Boltzmannas teoriškai nustatė energetinis šviesumas visiškai juodas kūnas.

Stefano-Boltzmanno įstatymas - Visiškai juodo kūno energetinis šviesumas yra proporcingas jo absoliučios temperatūros ketvirtajai galiai:

Kai kurių medžiagų sugerties koeficientų reikšmės pateiktos lentelėje. 26.1.

26.1 lentelė. Absorbcijos koeficientai

Vokiečių fizikas W. Wienas (1893) nustatė bangos ilgio formulę, kuriai esant atsiranda maksimumas spinduliuotė visiškai juodas kūnas. Jo gautas santykis buvo pavadintas jo vardu.

Kylant temperatūrai, didžiausia spinduliuotė pamainomisį kairę (26.3 pav.).

Ryžiai. 26.3. Wien poslinkio įstatymo iliustracija

Lentelėje 26.2 rodo spalvas matomoje spektro dalyje, atitinkančią kūnų spinduliuotę esant skirtingoms temperatūroms.

26.2 lentelė. Įkaitusių kūnų spalvos

Naudojant Stefan-Boltzmann ir Wien dėsnius, galima nustatyti kūnų temperatūras matuojant šių kūnų spinduliuotę. Pavyzdžiui, taip nustatoma Saulės paviršiaus temperatūra (~6000 K), temperatūra sprogimo epicentre (~10 6 K) ir kt. Bendras šių metodų pavadinimas yra pirometrija.

1900 metais M. Planckas gavo skaičiavimo formulę spinduliuotė absoliučiai juodas kūnas teoriškai. Norėdami tai padaryti, jis turėjo atsisakyti klasikinių idėjų apie tęstinumą elektromagnetinių bangų spinduliavimo procesas. Plancko teigimu, spinduliuotės srautas susideda iš atskirų dalių – kvantai, kurių energijos yra proporcingos šviesos dažniams:

Iš (26.11) formulės teoriškai galima gauti Stefano-Boltzmanno ir Vieno dėsnius.

26.4. Saulės spinduliavimas

Saulės sistemoje Saulė yra galingiausias šiluminės spinduliuotės šaltinis, lemiantis gyvybę Žemėje. Saulės spinduliuotė turi gydomųjų savybių (helioterapija) ir naudojama kaip grūdinimo priemonė. Tai taip pat gali turėti neigiamą poveikį organizmui (nudegimas, karštis

Saulės spinduliuotės spektrai ties Žemės atmosferos riba ir Žemės paviršiuje yra skirtingi (26.4 pav.).

Ryžiai. 26.4. Saulės spinduliuotės spektras: 1 - ties atmosferos riba, 2 - prie Žemės paviršiaus

Ties atmosferos riba Saulės spektras yra artimas visiškai juodo kūno spektrui. Didžiausia spinduliuotė atsiranda esant λ 1max= 470 nm (mėlyna spalva).

Žemės paviršiuje saulės spinduliuotės spektras turi sudėtingesnę formą, kuri yra susijusi su absorbcija atmosferoje. Visų pirma, jame nėra aukšto dažnio ultravioletinės spinduliuotės dalies, kuri yra kenksminga gyviems organizmams. Šiuos spindulius beveik visiškai sugeria ozono sluoksnis. Didžiausia spinduliuotė atsiranda esant λ 2max= 555 nm (žalia-geltona), o tai atitinka geriausią akių jautrumą.

Saulės šiluminės spinduliuotės srautas ties Žemės atmosferos riba lemia saulės konstanta aš.

Žemės paviršių pasiekiantis srautas yra žymiai mažesnis dėl absorbcijos atmosferoje. Palankiausiomis sąlygomis (saulė savo zenite) neviršija 1120 W/m2. Maskvoje vasaros saulėgrįžos metu (birželio mėn.) - 930 W/m2.

Tiek saulės spinduliuotės galia žemės paviršiuje, tiek jos spektrinė sudėtis labiausiai priklauso nuo Saulės aukščio virš horizonto. Fig. 26.5 paveiksle pavaizduotos išlygintos saulės energijos pasiskirstymo kreivės: I - už atmosferos ribų; II – kai Saulė yra savo zenite; III - 30° aukštyje virš horizonto; IV – saulėtekio ir saulėlydžio sąlygomis (10° virš horizonto).

Ryžiai. 26.5. Energijos pasiskirstymas saulės spektre skirtinguose aukščiuose virš horizonto

Skirtingi saulės spektro komponentai per žemės atmosferą praeina skirtingai. 26.6 paveiksle parodytas atmosferos skaidrumas dideliame Saulės aukštyje.

26.5. Fiziniai termografijos pagrindai

Žmogaus šiluminė spinduliuotė sudaro didelę jo šilumos nuostolių dalį. Asmens radiaciniai nuostoliai lygūs skirtumui skleidžiama srautas ir absorbuojamas aplinkos spinduliuotės srautas. Spinduliavimo nuostolių galia apskaičiuojama pagal formulę

čia S yra paviršiaus plotas; δ - sumažėjęs odos (drabužių) absorbcijos koeficientas, laikomas pilkas kūnas; T 1 - kūno paviršiaus temperatūra (drabužiai); T 0 – aplinkos temperatūra.

Apsvarstykite toliau pateiktą pavyzdį.

Apskaičiuokime nenusirengusio žmogaus radiacinių nuostolių galią esant 18°C ​​(291 K) aplinkos temperatūrai. Tarkime: kūno paviršiaus plotas S = 1,5 m2; odos temperatūra T 1 = 306 K (33°C). Pateiktą odos sugerties koeficientą galima rasti lentelėje. 26.1 (δ = 5,1*10 -8 W/m 2 K 4). Pakeitę šias reikšmes į formulę (26.11), gauname

P = 1,5*5,1*10 -8 * (306 4–291 4) ≈122 W.

Ryžiai. 26.6.Žemės atmosferos skaidrumas (procentais) skirtingoms spektro dalims dideliame Saulės aukštyje.

Žmogaus šiluminė spinduliuotė gali būti naudojama kaip diagnostinis parametras.

Termografija - diagnostinis metodas, pagrįstas žmogaus kūno paviršiaus ar atskirų jo dalių šiluminės spinduliuotės matavimu ir registravimu.

Temperatūros pasiskirstymą nedideliame kūno paviršiaus plote galima nustatyti naudojant specialias skystųjų kristalų plėveles. Tokios plėvelės jautrios nedideliems temperatūros pokyčiams (pakeičia spalvą). Todėl ant plėvelės atsiranda spalvotas kūno srities, ant kurios jis dedamas, terminis „portretas“.

Pažangesnis metodas yra naudoti termovizorius, kurie infraraudonąją spinduliuotę paverčia matoma šviesa. Kūno spinduliuotė yra projektuojama ant termovizoriaus matricos naudojant specialų objektyvą. Po konvertavimo ekrane susidaro detalus termoportretas. Skirtingos temperatūros sritys skiriasi spalva arba intensyvumu. Šiuolaikiniai metodai leidžia užfiksuoti iki 0,2 laipsnių temperatūros skirtumus.

Funkcinėje diagnostikoje naudojami termoportretai. Įvairios vidaus organų patologijos gali suformuoti odos zonas su pakitusia temperatūra paviršiuje. Tokių zonų aptikimas rodo patologijos buvimą. Termografinis metodas palengvina diferencinę diagnozę tarp gerybinių ir piktybinių navikų. Šis metodas yra objektyvi terapinio gydymo efektyvumo stebėjimo priemonė. Taigi, atliekant termografinį psoriaze sergančių pacientų tyrimą, buvo nustatyta, kad esant ryškiai infiltracijai ir hiperemijai plokštelėse, pastebimas temperatūros padidėjimas. Daugeliu atvejų tai rodo temperatūros sumažėjimą iki aplinkinių vietovių lygio regresija procesas ant odos.

Padidėjusi temperatūra dažnai yra infekcijos požymis. Norėdami nustatyti žmogaus temperatūrą, tiesiog pažiūrėkite per infraraudonųjų spindulių prietaisą į jo veidą ir kaklą. Sveikiems žmonėms kaktos temperatūros ir miego arterijos temperatūros santykis svyruoja nuo 0,98 iki 1,03. Šis santykis gali būti naudojamas greitajai diagnostikai epidemijų metu, atliekant karantino priemones.

26.6. Fototerapija. Terapinis ultravioletinių spindulių naudojimas

Medicinoje plačiai naudojami infraraudonieji spinduliai, matoma šviesa ir ultravioletinė spinduliuotė. Prisiminkime jų bangų ilgių diapazonus:

Fototerapija vadinamas infraraudonosios ir matomos spinduliuotės panaudojimu medicininiais tikslais.

Į audinius prasiskverbę infraraudonieji spinduliai (kaip ir matomi) absorbcijos vietoje sukelia šilumos išsiskyrimą. Infraraudonųjų ir matomų spindulių įsiskverbimo į odą gylis parodytas fig. 26.7.

Ryžiai. 26.7. Radiacijos prasiskverbimo į odą gylis

Medicinos praktikoje specialūs švitintuvai naudojami kaip infraraudonosios spinduliuotės šaltiniai (26.8 pav.).

Minino lempa Tai kaitrinė lempa su reflektoriumi, kuris lokalizuoja spinduliuotę reikiama kryptimi. Spinduliuotės šaltinis – 20-60 W kaitrinė lempa iš bespalvio arba mėlyno stiklo.

Šviesi-terminė vonia Tai pusiau cilindrinis rėmas, susidedantis iš dviejų pusių, judamai sujungtų viena su kita. Vidiniame rėmo paviršiuje, atsuktame į pacientą, sumontuotos 40 W galios kaitrinės lempos. Tokiose voniose biologinis objektas yra veikiamas infraraudonųjų ir matomų spindulių, taip pat įkaitinto oro, kurio temperatūra gali siekti 70°C.

Sollux lempa Tai galinga kaitrinė lempa, įdėta į specialų atšvaitą ant trikojo. Spinduliuotės šaltinis yra 500 W galios kaitrinė lempa (volframo siūlelio temperatūra 2800°C, didžiausia spinduliuotė atsiranda esant 2 μm bangos ilgiui).

Ryžiai. 26.8. Švitintuvai: Minin lempa (a), šviesos karšta vonia (b), Sollux lempa (c)

Terapinis ultravioletinių spindulių naudojimas

Medicininiais tikslais naudojama ultravioletinė spinduliuotė skirstoma į tris diapazonus:

Kai ultravioletiniai spinduliai absorbuojami audiniuose (odoje), vyksta įvairios fotocheminės ir fotobiologinės reakcijos.

Naudojami spinduliuotės šaltiniai aukšto slėgio lempos(lankas, gyvsidabris, vamzdinis), liuminescencinė lempos, dujų išlydžio žemo slėgio lempos, Viena iš jų veislių yra baktericidinės lempos.

A spinduliuotė turi eriteminį ir įdegio efektą. Jis naudojamas daugelio dermatologinių ligų gydymui. Kai kurie furokumarinų serijos cheminiai junginiai (pavyzdžiui, psoralenas) gali įjautrinti šių pacientų odą ilgųjų bangų ultravioletiniams spinduliams ir paskatinti melanino pigmento susidarymą melanocituose. Šių vaistų derinys su A spinduliuote yra gydymo metodo, vadinamo, pagrindas fotochemoterapija arba PUVA terapija(PUVA: P – psoralenas; UVA – A zonos ultravioletinė spinduliuotė). Dalis arba visas kūnas yra veikiamas radiacijos.

B spinduliuotė turi vatimino formavimo, antirachito poveikį.

C spinduliuotė turi baktericidinį poveikį. Švitinant sunaikinama mikroorganizmų ir grybų struktūra. C spinduliuotė sukuriama specialiomis baktericidinėmis lempomis (26.9 pav.).

Kai kurie gydymo metodai naudoja C spinduliuotę, kad apšvitintų kraują.

Ultravioletinis badavimas. Ultravioletinė spinduliuotė yra būtina normaliam organizmo vystymuisi ir funkcionavimui. Jo trūkumas sukelia daugybę rimtų ligų. Ekstremalių sąlygų gyventojai susiduria su ultravioletiniu badu

Ryžiai. 26.9. Baktericidinis švitintuvas (a), nosiaryklės apšvitintuvas (b)

Šiaurė, kalnakasybos pramonės darbuotojai, metro, didžiųjų miestų gyventojai. Miestuose ultravioletinės spinduliuotės trūkumas siejamas su atmosferos oro užterštumu dulkėmis, dūmais ir dujomis, kurios sulaiko UV saulės spektro dalį. Patalpų langai nepraleidžia UV spindulių, kurių bangos ilgis λ< 310 нм. Значительно снижают УФ-поток загрязненные стекла и занавеси (тюлевые занавески снижают УФ-излучение на 20 %). Поэтому на многих производствах и в быту наблюдается так называемая «биологическая полутьма». В первую очередь страдают дети (возрастает вероятность заболевания рахитом).

Ultravioletinės spinduliuotės pavojai

Poveikis pertekliui ultravioletinės spinduliuotės dozės visam kūnui ir atskiriems jo organams sukelia daugybę patologijų. Visų pirma, tai taikoma nekontroliuojamo saulės vonių pasekmėms: nudegimams, amžiaus dėmėms, akių pažeidimams - fotooftalmijos vystymuisi. Ultravioletinės spinduliuotės poveikis akiai yra panašus į eritemą, nes jis yra susijęs su baltymų skilimu akies ragenos ir gleivinės ląstelėse. Gyvos žmogaus odos ląstelės yra apsaugotos nuo žalingo UV spindulių poveikio.

mi" odos raginio sluoksnio ląstelės. Akims ši apsauga netenka, todėl, esant didelei spinduliuotės dozei akims, po latentinio periodo išsivysto ragenos (keratitas) ir gleivinės uždegimai (konjunktyvitas). Šį efektą sukelia spinduliai, kurių bangos ilgis mažesnis nei 310 nm. Būtina apsaugoti akį nuo tokių spindulių. Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas blastomogeniniam UV spindulių poveikiui, dėl kurio gali išsivystyti odos vėžys.

26.7. Pagrindinės sąvokos ir formulės

Lentelės tęsinys

Lentelės pabaiga

26.8. Užduotys

2. Nustatykite, kiek kartų skiriasi žmogaus kūno paviršiaus sričių, kurių temperatūra yra atitinkamai 34 ir 33 °C, energetiniai šviesumai?

3. Diagnozuojant krūties naviką naudojant termografiją, pacientei duodama gerti gliukozės tirpalo. Po kurio laiko užfiksuojama kūno paviršiaus šiluminė spinduliuotė. Auglio audinio ląstelės intensyviai pasisavina gliukozę, dėl to padidėja jų šilumos gamyba. Kiek laipsnių pakinta odos ploto temperatūra virš naviko, jei spinduliuotė iš paviršiaus padidėja 1% (1,01 karto)? Pradinė kūno srities temperatūra yra 37°C.

6. Kiek padidėjo žmogaus kūno temperatūra, jei spinduliuotės srautas iš kūno paviršiaus padidėjo 4%? Pradinė kūno temperatūra yra 35 ° C.

7. Kambaryje yra du vienodi virduliai, kuriuose yra vienodos masės 90°C vandens. Vienas iš jų nikeliuotas, o kitas tamsus. Kuris virdulys greičiau atvės? Kodėl?

Sprendimas

Pagal Kirchhoffo dėsnį visų kūnų emisijos ir absorbcijos gebėjimų santykis yra vienodas. Nikeliuotas arbatinukas atspindi beveik visą šviesą. Todėl jo sugeriamumas yra mažas. Emisija yra atitinkamai maža.

Atsakymas: Tamsus virdulys greičiau atvės.

8. Norėdami sunaikinti kenkėjus, grūdai yra veikiami infraraudonųjų spindulių. Kodėl vabzdžiai miršta, o grūdai ne?

Atsakymas: turi klaidų juodas spalvos, todėl intensyviai sugeria infraraudonąją spinduliuotę ir miršta.

9. Kaitinant plieno gabalą, 800°C temperatūroje stebėsime ryškiai vyšniškai raudoną švytėjimą, tačiau permatomas lydyto kvarco strypas toje pačioje temperatūroje visai nešviečia. Kodėl?

Sprendimas

Žr. 7 uždavinį. Skaidrus kūnas sugeria nedidelę dalį šviesos. Todėl jo spinduliavimo koeficientas yra mažas.

Atsakymas: skaidrus korpusas praktiškai nespinduliuoja, net ir labai įkaitus.

10. Kodėl daugelis gyvūnų šaltu oru miega susirangę į kamuolį?

Atsakymas: kartu mažėja atviras kūno paviršius ir atitinkamai mažėja radiacijos nuostoliai.

Energija, kurią kūnas praranda dėl šiluminės spinduliuotės, apibūdinama šiais dydžiais.

Radiacijos srautas (F) – energijos, išskiriamos per laiko vienetą nuo viso kūno paviršiaus.

Tiesą sakant, tai yra šiluminės spinduliuotės galia. Spinduliuotės srauto matmuo yra [J/s = W].

Energijos šviesumas (Re) –šiluminės spinduliuotės energija, skleidžiama per laiko vienetą iš šildomo kūno paviršiaus vieneto:

SI sistemoje matuojamas energinis šviesumas - [W/m 2 ].

Spinduliuotės srautas ir energetinis šviesumas priklauso nuo medžiagos struktūros ir temperatūros: Ф = Ф(Т),

Jį apibūdina energetinio šviesumo pasiskirstymas per šiluminės spinduliuotės spektrą spektrinis tankis. Pažymime šiluminės spinduliuotės energiją, kurią skleidžia vienas paviršius per 1 s siaurame bangos ilgių diapazone nuo λ prieš λ +d λ, per dRe.

Spektrinio šviesumo tankis (r) arba spinduliuotė Energetinio šviesumo siauroje spektro dalyje (dRe) ir šios dalies pločio (dλ) santykis vadinamas:

Apytikslė spektrinio tankio ir energetinio šviesumo (dRe) forma bangos ilgių diapazone nuo λ prieš λ +d λ, parodyta pav. 13.1.

Ryžiai. 13.1. Energetinio šviesumo spektrinis tankis

Energetinio šviesumo spektrinio tankio priklausomybė nuo bangos ilgio vadinama kūno spinduliuotės spektras. Šios priklausomybės žinojimas leidžia apskaičiuoti kūno energetinį šviesumą bet kuriame bangos ilgio diapazone. Kūno energetinio šviesumo apskaičiavimo įvairiuose bangos ilgiuose formulė yra tokia:

Bendras šviesumas yra:

Kūnai ne tik skleidžia, bet ir sugeria šiluminę spinduliuotę. Kūno gebėjimas sugerti spinduliuotės energiją priklauso nuo jo medžiagos, temperatūros ir spinduliuotės bangos ilgio. Organizmo sugeriamumas pasižymi monochromatinės absorbcijos koeficientas α.

Tegul srovelė nukrenta ant kūno paviršiaus vienspalvis spinduliuotė Φ λ su bangos ilgiu λ. Dalis šio srauto atsispindi, o dalį absorbuoja kūnas. Pažymime sugerto srauto dydį Φ λ abs.

Monochromatinės sugerties koeficientas α λ yra tam tikro kūno sugerto spinduliuotės srauto ir krintančio vienspalvio srauto dydžio santykis:

Monochromatinis sugerties koeficientas yra bematis dydis. Jo reikšmės yra tarp nulio ir vieneto: 0 ≤ α ≤ 1.

Funkcija α = α(λ,Τ) , išreiškiantis monochromatinės sugerties koeficiento priklausomybę nuo bangos ilgio ir temperatūros, vadinamas absorbcijos pajėgumas kūnai. Jo išvaizda gali būti gana sudėtinga. Toliau aptariami paprasčiausi absorbcijos tipai.

Grynas juodas korpusas yra kūnas, kurio sugerties koeficientas yra lygus visų bangos ilgių vienetui: α = 1.

Pilkas kūnas Gamtoje tikrai baltų kūnų nėra, tačiau yra kūnų, kurie savo savybėmis yra artimi jiems gana plačiame temperatūrų ir bangų ilgių diapazone. Pavyzdžiui, optinėje spektro dalyje esantis veidrodis atspindi beveik visą krintančią šviesą.< 1.

Jo forma iš pradžių buvo nustatyta eksperimentiškai, o vėliau gauta teoriškai (Plancko formulė). yra kūnas, kurio visų bangų ilgių sugerties koeficientas lygus nuliui: α = 0.

Kirchhoffo dėsnis

Kirchhoffo dėsnis- kūno spinduliuotės ir jo sugerties galios santykis yra vienodas visiems kūnams ir yra lygus absoliučiai juodo kūno energijos šviesumo spektriniam tankiui:

= /

Įstatymo pasekmė:

1. Jei kūnas tam tikroje temperatūroje nesugeria jokios spinduliuotės, vadinasi, jis jos ir neišskiria. Iš tiesų, jei tam tikram bangos ilgiui absorbcijos koeficientas α = 0, tada r = α∙ε(λT) = 0

1. Esant tokiai pat temperatūrai juodas kūnas spinduliuoja daugiau nei bet kuris kitas. Iš tiesų, visiems kūnams, išskyrus juoda,α < 1, поэтому для них r = α∙ε(λT) < ε

2. Jei tam tikram kūnui eksperimentiškai nustatome monochromatinės sugerties koeficiento priklausomybę nuo bangos ilgio ir temperatūros - α = r = α(λT), tai galime apskaičiuoti jo spinduliavimo spektrą.

Taigi, kas yra šiluminė spinduliuotė?

Šiluminė spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė, atsirandanti dėl atomų ir molekulių sukimosi ir vibracinio judėjimo energijos medžiagoje. Šiluminė spinduliuotė būdinga visiems kūnams, kurių temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį.

Žmogaus kūno šiluminė spinduliuotė priklauso elektromagnetinių bangų infraraudonųjų spindulių diapazonui. Tokią spinduliuotę pirmasis atrado anglų astronomas Williamas Herschelis. 1865 metais anglų fizikas J. Maxwellas įrodė, kad infraraudonoji spinduliuotė yra elektromagnetinio pobūdžio ir susideda iš 760 ilgio bangų. nm iki 1-2 mm. Dažniausiai visas IR spinduliuotės diapazonas yra padalintas į sritis: šalia (750 nm-2.500nm), vidutinis (2 500 nm - 50.000nm) ir tolimojo nuotolio (50 000 nm-2.000.000nm).

Panagrinėkime atvejį, kai kūnas A yra ertmėje B, kurią riboja idealus atspindintis (nepralaidus spinduliuotei) apvalkalas C (1 pav.). Dėl daugybinio atspindžio nuo vidinio apvalkalo paviršiaus spinduliuotė bus kaupiama veidrodžio ertmėje ir iš dalies ją sugers kūnas A. Tokiomis sąlygomis sistemos ertmė B – kūnas A nepraras energijos, o tik liks. yra nuolatinis energijos mainas tarp kūno A ir spinduliuotės, užpildančios ertmę B.

1 pav. Daugkartinis šiluminių bangų atspindys nuo veidrodinių ertmės B sienelių

Jei energijos pasiskirstymas išlieka nepakitęs kiekvienam bangos ilgiui, tada tokios sistemos būsena bus pusiausvyra, o spinduliuotė taip pat bus pusiausvyra. Vienintelė pusiausvyros spinduliuotės rūšis yra šiluminė. Jei dėl kokių nors priežasčių pasislenka pusiausvyra tarp spinduliuotės ir kūno, tada pradeda vykti termodinaminiai procesai, kurie grąžins sistemą į pusiausvyros būseną. Jei kūnas A pradeda daugiau išspinduliuoti nei sugeria, tai kūnas pradeda prarasti vidinę energiją ir kūno temperatūra (kaip vidinės energijos matas) pradės kristi, o tai sumažins išskiriamos energijos kiekį. Kūno temperatūra kris tol, kol išskiriamos energijos kiekis prilygs organizmo sugertos energijos kiekiui. Taigi atsiras pusiausvyros būsena.

Pusiausvyros šiluminė spinduliuotė pasižymi šiomis savybėmis: vienalytė (vienodas energijos srauto tankis visuose ertmės taškuose), izotropinė (galimos sklidimo kryptys yra vienodai tikėtinos), nepoliarizuota (elektrinio ir magnetinio lauko stiprumo vektorių kryptys ir reikšmės). visuose ertmės taškuose chaotiškai keičiasi).

Pagrindinės šiluminės spinduliuotės kiekybinės charakteristikos yra šios:

- energetinis šviesumas yra elektromagnetinės spinduliuotės energijos kiekis visame šiluminės spinduliuotės bangų ilgių diapazone, kurį kūnas skleidžia visomis kryptimis iš paviršiaus vieneto per laiko vienetą: R = E/(S t), [J/(m 2) s)] = [W /m 2 ] Energijos šviesumas priklauso nuo kūno prigimties, kūno temperatūros, kūno paviršiaus būklės ir spinduliuotės bangos ilgio.

- spektrinio šviesumo tankis - energetinis kūno šviesumas tam tikriems bangos ilgiams (λ + dλ) tam tikroje temperatūroje (T + dT): R λ,T = f(λ, T).

Kūno energetinis šviesumas tam tikruose bangos ilgiuose apskaičiuojamas integruojant R λ,T = f(λ, T), kai T = const:

- absorbcijos koeficientas - kūno sugertos energijos ir krentančios energijos santykis. Taigi, jei spinduliuotė iš srauto dФ inc patenka ant kūno, tai viena jo dalis atsispindi nuo kūno paviršiaus - dФ neg, kita dalis pereina į kūną ir iš dalies paverčiama šiluma dФ abs, o trečioji. dalis, po kelių vidinių atspindžių, eina per kūną į išorę dФ inc : α = dФ abs./dФ žemyn.

Sugerties koeficientas α priklauso nuo sugeriančio kūno pobūdžio, sugertos spinduliuotės bangos ilgio, kūno paviršiaus temperatūros ir būklės.

- monochromatinis sugerties koeficientas- tam tikro bangos ilgio šiluminės spinduliuotės sugerties koeficientas tam tikroje temperatūroje: α λ,T = f(λ,T)

Tarp kūnų yra kūnų, kurie gali sugerti visą bet kokio bangos ilgio šiluminę spinduliuotę, kuri patenka į juos. Tokie idealiai sugeriantys kūnai vadinami visiškai juodi kūnai. Jiems α =1.

Taip pat yra pilkų kūnų, kuriems α<1, но одинаковый для всех длин волн инфракрасного диапазона.

Blackbody modelis yra maža ertmė su karščiui atspariu apvalkalu. Skylės skersmuo yra ne didesnis kaip 0,1 ertmės skersmens. Esant pastoviai temperatūrai, iš skylės išsiskiria tam tikra energija, atitinkanti absoliučiai juodo kūno energetinį šviesumą. Tačiau juodoji skylė yra idealizacija. Tačiau juodo kūno šiluminės spinduliuotės dėsniai padeda priartėti prie tikrų modelių.

2. Šiluminės spinduliuotės dėsniai

1. Kirchhoffo dėsnis. Šiluminė spinduliuotė yra pusiausvyra – kūno skleidžiamos energijos kiekis yra toks, kiek jis sugeria. Apie tris kūnus, esančius uždaroje ertmėje, galime parašyti:

Nurodytas ryšys taip pat bus teisingas, kai vienas iš kūnų yra AC:

Nes juodam kūnui α λT .
Tai yra Kirchhoffo dėsnis: kūno energetinio šviesumo spektrinio tankio ir jo monochromatinės sugerties koeficiento santykis (tam tikroje temperatūroje ir tam tikram bangos ilgiui) nepriklauso nuo kūno prigimties ir yra lygus visiems kūnams energetinio šviesumo spektrinis tankis esant tokiai pačiai temperatūrai ir bangos ilgiui.

Išvados iš Kirchhoffo dėsnio:
1. Juodojo kūno spektrinis energetinis šviesumas yra universali bangos ilgio ir kūno temperatūros funkcija.
2. Juodojo kūno spektrinės energijos šviesumas yra didžiausias.
3. Savavališko kūno spektrinės energijos šviesumas yra lygus jo absorbcijos koeficiento ir absoliučiai juodo kūno spektrinės energijos šviesumo sandaugai.
4. Bet kuris kūnas tam tikroje temperatūroje skleidžia tokio pat bangos ilgio bangas, kokias skleidžia esant tam tikrai temperatūrai.

Sistemingas daugelio elementų spektrų tyrimas leido Kirchhoffui ir Bunsenui nustatyti nedviprasmišką ryšį tarp dujų absorbcijos ir emisijos spektrų bei atitinkamų atomų individualumo. Taigi buvo pasiūlyta spektrinė analizė, su kuria galite identifikuoti medžiagas, kurių koncentracija yra 0,1 nm.

Energijos šviesumo spektrinio tankio pasiskirstymas absoliučiai juodam kūnui, pilkam kūnui, savavališkam kūnui. Paskutinė kreivė turi keletą maksimumų ir minimumų, kurie rodo tokių kūnų emisijos ir sugerties selektyvumą.

2. Stefano-Boltzmanno dėsnis.
1879 m. austrų mokslininkai Josephas Stefanas (eksperimentiškai savavališkam kūnui) ir Ludwigas Boltzmannas (teoriškai juodam kūnui) nustatė, kad bendras energetinis šviesumas visame bangų ilgių diapazone yra proporcingas ketvirtajai absoliučios kūno temperatūros laipsniai:

3. Vyno dėsnis.
Vokiečių fizikas Wilhelmas Wienas 1893 metais suformulavo dėsnį, kuris nustato kūno energetinio šviesumo didžiausio spektrinio tankio padėtį juodojo kūno spinduliavimo spektre priklausomai nuo temperatūros. Pagal įstatymą bangos ilgis λ max, kuris sudaro didžiausią juodo kūno energijos šviesumo spektrinį tankį, yra atvirkščiai proporcingas jo absoliučiai temperatūrai T: λ max = в/t, kur в = 2,9*10 -3 m·K yra Wien konstanta.

Taigi, kylant temperatūrai, keičiasi ne tik visa spinduliuotės energija, bet ir pati energijos šviesumo spektrinio tankio pasiskirstymo kreivės forma. Didėjant temperatūrai, maksimalus spektrinis tankis pasislenka link trumpesnių bangų ilgių. Todėl Wieno dėsnis vadinamas poslinkio dėsniu.

Taikomas vyno įstatymas optinėje pirometrijoje- temperatūros nustatymo metodas iš labai įkaitusių kūnų, nutolusių nuo stebėtojo, spinduliavimo spektro. Būtent šiuo metodu pirmą kartą buvo nustatyta Saulės temperatūra (470 nm T = 6160 K).

Pateikti dėsniai neleido teoriškai rasti energetinio šviesumo spektrinio tankio pasiskirstymo bangos ilgiais lygčių. Rayleigh ir Jeans darbai, kuriuose mokslininkai, remdamiesi klasikinės fizikos dėsniais, tyrė juodojo kūno spinduliuotės spektrinę sudėtį, sukėlė esminių sunkumų, vadinamų ultravioletine katastrofa. UV bangų diapazone juodo kūno energetinis šviesumas turėjo pasiekti begalybę, nors eksperimentų metu sumažėjo iki nulio. Šie rezultatai prieštaravo energijos tvermės dėsniui.

4. Planko teorija. Vokiečių mokslininkas 1900 metais iškėlė hipotezę, kad kūnai spinduliuoja ne nuolat, o atskiromis porcijomis – kvantais. Kvantinė energija proporcinga spinduliavimo dažniui: E = hν = h·c/λ, kur h = 6,63*10 -34 J·s Planko konstanta.

Vadovaudamasis idėjomis apie juodojo kūno kvantinę spinduliuotę, jis gavo juodojo kūno energijos šviesumo spektrinio tankio lygtį:

Ši formulė atitinka eksperimentinius duomenis visame bangos ilgio diapazone esant visoms temperatūroms.

Saulė yra pagrindinis šiluminės spinduliuotės šaltinis gamtoje. Saulės spinduliuotė užima platų bangų ilgių diapazoną: nuo 0,1 nm iki 10 m ar daugiau. 99% saulės energijos gaunama nuo 280 iki 6000 nm. Žemės paviršiaus ploto vienetui kalnuose yra nuo 800 iki 1000 W/m2. Žemės paviršių pasiekia viena dviejų milijardų dalis šilumos – 9,23 J/cm2. Šiluminės spinduliuotės diapazonui nuo 6000 iki 500000 nm sudaro 0,4% saulės energijos. Žemės atmosferoje didžiąją dalį infraraudonosios spinduliuotės sugeria vandens, deguonies, azoto ir anglies dioksido molekulės. Radijo diapazoną taip pat daugiausia sugeria atmosfera.

Energijos kiekis, kurį saulės spinduliai atneša per 1 s į 1 kv.m plotą, esantį už žemės atmosferos ribų, 82 km aukštyje statmenai saulės spinduliams, vadinamas saulės konstanta. Jis lygus 1,4 * 10 3 W/m 2.

Normalaus saulės spinduliuotės srauto tankio spektrinis pasiskirstymas sutampa su juodo kūno 6000 laipsnių temperatūroje. Todėl Saulė šiluminės spinduliuotės atžvilgiu yra juodas kūnas.

3. Realių kūnų ir žmogaus kūno spinduliuotė

Šiluminė spinduliuotė iš žmogaus kūno paviršiaus vaidina svarbų vaidmenį perduodant šilumą. Yra tokie šilumos perdavimo būdai: šilumos laidumas (laidumas), konvekcija, spinduliavimas, garavimas. Priklausomai nuo to, kokiomis sąlygomis žmogus atsiduria, kiekvienas iš šių būdų gali turėti dominuojantį vaidmenį (pavyzdžiui, esant labai aukštai aplinkos temperatūrai, pagrindinis vaidmuo tenka garavimui, o šaltame vandenyje – laidumui, o vandens temperatūra 15 laipsnių laipsnių yra mirtina aplinka nuogam žmogui, o po 2-4 valandų alpsta ir miršta dėl smegenų hipotermijos). Radiacijos dalis bendrame šilumos perdavimui gali svyruoti nuo 75 iki 25%. Normaliomis sąlygomis fiziologinio poilsio metu apie 50 proc.

Šiluminė spinduliuotė, kuri vaidina svarbų vaidmenį gyvų organizmų gyvenime, skirstoma į trumpus bangos ilgius (nuo 0,3 iki 3). µm) ir ilgas bangos ilgis (nuo 5 iki 100 µm). Trumpųjų bangų spinduliuotės šaltinis yra Saulė ir atvira liepsna, o gyvi organizmai yra išskirtinai tokios spinduliuotės gavėjai. Ilgųjų bangų spinduliuotę skleidžia ir sugeria gyvi organizmai.

Sugerties koeficiento reikšmė priklauso nuo terpės ir kūno temperatūrų santykio, jų sąveikos ploto, šių sričių orientacijos, o trumpųjų bangų spinduliuotei – nuo ​​paviršiaus spalvos. Taigi juodaodžiuose atsispindi tik 18% trumpųjų bangų spinduliuotės, o baltosios rasės žmonių – apie 40% (greičiausiai juodaodžių odos spalva evoliucijoje neturėjo nieko bendra su šilumos perdavimu). Ilgųjų bangų spinduliuotės sugerties koeficientas yra artimas 1.

Apskaičiuoti šilumos perdavimą spinduliuote yra labai sudėtinga užduotis. Stefano-Boltzmanno dėsnis negali būti naudojamas tikriems kūnams, nes jie turi sudėtingesnę energetinio šviesumo priklausomybę nuo temperatūros. Pasirodo, tai priklauso nuo temperatūros, kūno prigimties, kūno formos ir jo paviršiaus būklės. Keičiantis temperatūrai, keičiasi koeficientas σ ir temperatūros rodiklis. Žmogaus kūno paviršius yra sudėtingos konfigūracijos, žmogus dėvi drabužius, kurie keičia spinduliavimą, o procesui įtakos turi laikysena, kurioje žmogus yra.

Pilko kūno spinduliavimo galia visame diapazone nustatoma pagal formulę: P = α d.t. σ·T 4 ·S Turint tam tikrų aproksimacijų, kad tikrieji kūnai (žmogaus oda, drabužių audiniai) yra arti pilkų kūnų, galime rasti formulę realių kūnų spinduliavimo galiai tam tikroje temperatūroje apskaičiuoti: P = α· σ·T 4 ·S Skirtingomis sąlygomis spinduliuojančio kūno ir aplinkos temperatūros: P = α·σ·(T 1 4 - T 2 4)·S
Yra realių kūnų energijos šviesumo spektrinio tankio ypatybės: ties 310 KAM, kuri atitinka vidutinę žmogaus kūno temperatūrą, maksimali šiluminė spinduliuotė būna 9700 nm. Bet koks kūno temperatūros pokytis lemia šiluminės spinduliuotės iš kūno paviršiaus galios pasikeitimą (pakanka 0,1 laipsnio). Todėl odos sričių, per centrinę nervų sistemą susietų su tam tikrais organais, tyrimas padeda atpažinti ligas, dėl kurių gana smarkiai pakinta temperatūra ( Zacharyin-Ged zonų termografija).

Įdomus nekontaktinio masažo su žmogaus biolauku metodas (Juna Davitashvili). Delno šiluminės spinduliuotės galia 0,1 W, o odos šiluminis jautrumas yra 0,0001 W/cm 2 . Jei veikiate minėtas zonas, galite refleksiškai stimuliuoti šių organų darbą.

4. Biologinis ir gydomasis karščio ir šalčio poveikis

Žmogaus kūnas nuolat skleidžia ir sugeria šiluminę spinduliuotę. Šis procesas priklauso nuo žmogaus kūno temperatūros ir aplinkos. Didžiausia žmogaus kūno infraraudonoji spinduliuotė yra 9300 nm.

Naudojant mažas ir vidutines IR švitinimo dozes, sustiprėja medžiagų apykaitos procesai ir pagreitėja fermentinės reakcijos, regeneracijos ir atstatymo procesai.

Dėl infraraudonųjų spindulių ir matomos spinduliuotės poveikio audiniuose susidaro biologiškai aktyvios medžiagos (bradikininas, kalidinas, histaminas, acetilcholinas, daugiausia vazomotorinės medžiagos, kurios atlieka svarbų vaidmenį įgyvendinant ir reguliuojant vietinę kraujotaką).

Veikiant infraraudoniesiems spinduliams, odoje suaktyvinami termoreceptoriai, iš kurių informacija siunčiama į pagumburį, dėl to plečiasi odos kraujagyslės, padidėja jose cirkuliuojančio kraujo tūris, atsiranda prakaitavimas. dideja.

Infraraudonųjų spindulių prasiskverbimo gylis priklauso nuo bangos ilgio, odos drėgmės, jos pripildymo krauju, pigmentacijos laipsnio ir kt.

Raudona eritema atsiranda ant žmogaus odos, veikiant infraraudoniesiems spinduliams.

Klinikinėje praktikoje naudojamas vietinei ir bendrai hemodinamikai paveikti, padidinti prakaitavimą, atpalaiduoti raumenis, sumažinti skausmą, pagreitinti hematomų, infiltratų rezorbciją ir kt.

Hipertermijos sąlygomis sustiprėja priešnavikinis spindulinės terapijos – termoradioterapijos – poveikis.

Pagrindinės IR terapijos naudojimo indikacijos: ūmūs nepūlingi uždegiminiai procesai, nudegimai ir nušalimai, lėtiniai uždegiminiai procesai, opos, kontraktūros, sąaugos, sąnarių, raiščių ir raumenų traumos, miozitas, mialgija, neuralgija. Pagrindinės kontraindikacijos: navikai, pūlingi uždegimai, kraujavimas, kraujotakos nepakankamumas.

Šaltis vartojama kraujavimui stabdyti, skausmui malšinti, tam tikroms odos ligoms gydyti. Grūdinimas lemia ilgaamžiškumą.

Veikiant šalčiui, sumažėja širdies ritmas, kraujospūdis, slopinamos refleksinės reakcijos.

Tam tikromis dozėmis šaltis skatina nudegimų, pūlingų žaizdų, trofinių opų, erozijų ir konjunktyvito gijimą.

Kriobiologija- tiria procesus, vykstančius ląstelėse, audiniuose, organuose ir organizme veikiant žemai, nefiziologinei temperatūrai.

Naudojamas medicinoje krioterapija Ir hipertermija. Krioterapija apima metodus, pagrįstus dozuotu audinių ir organų vėsinimu. Kriochirurgijoje (krioterapijos dalyje) naudojamas vietinis audinių užšaldymas, siekiant juos pašalinti (dalies tonzilių. Jei viskas – kriotonzilektomija. Gali būti pašalinti navikai, pvz., oda, gimdos kaklelis ir kt.) Krioekstrakcija, pagrįsta krioadhezija (adhezija šlapi kūnai iki sušalusio skalpelio ) – dalies atskyrimas nuo organo.

Sergant hipertermija, kurį laiką galima išsaugoti organų funkcijas in vivo. Hipotermija naudojant anesteziją naudojama siekiant išsaugoti organų funkciją, kai nėra kraujo tiekimo, nes audinių metabolizmas sulėtėja. Audiniai tampa atsparūs hipoksijai. Naudojama šalta anestezija.

Šilumos poveikis pasiekiamas naudojant kaitrines lempas (Minin lempa, Solux, šviesos-terminė vonia, IR spindulių lempa), naudojant fizines terpes, kurios turi didelę šiluminę talpą, prastą šilumos laidumą ir gerą šilumą sulaiko: purvas, parafinas, ozokeritas, naftalenas ir kt.

5. Termografijos fiziniai pagrindai

Termografija arba terminis vaizdavimas yra funkcinės diagnostikos metodas, pagrįstas žmogaus kūno infraraudonosios spinduliuotės registravimu.

Yra 2 termografijos tipai:

- kontaktinė cholesterinė termografija: Metodu naudojamos cholesterinių skystųjų kristalų (daugiakomponenčių esterių ir kitų cholesterolio darinių mišinių) optinės savybės. Tokios medžiagos selektyviai atspindi skirtingus bangos ilgius, todėl ant šių medžiagų plėvelių galima gauti žmogaus kūno paviršiaus šiluminio lauko vaizdus. Į plėvelę nukreipiamas baltos šviesos srautas. Skirtingi bangos ilgiai nuo plėvelės atsispindi skirtingai, priklausomai nuo paviršiaus, ant kurio užtepamas cholesterikas, temperatūros.

Temperatūros įtakoje cholesterikai gali pakeisti spalvą iš raudonos į violetinę. Dėl to susidaro spalvinis žmogaus kūno šiluminio lauko vaizdas, kurį nesunku iššifruoti, žinant temperatūros ir spalvos santykį. Yra cholesterikų, leidžiančių užfiksuoti 0,1 laipsnio temperatūros skirtumą. Taigi galima nustatyti uždegiminio proceso ribas, uždegiminės infiltracijos židinius įvairiuose jo vystymosi etapuose.

Onkologijoje termografija leidžia nustatyti metastazavusius mazgus, kurių skersmuo 1,5-2 mm pieno liaukoje, odoje, skydliaukėje; ortopedijoje ir traumatologijoje įvertinti kiekvieno galūnės segmento aprūpinimą krauju, pavyzdžiui, prieš amputaciją, numatyti nudegimo gylį ir pan.; kardiologijoje ir angiologijoje nustatyti normalios širdies ir kraujagyslių sistemos veiklos sutrikimus, kraujotakos sutrikimus dėl vibracinės ligos, kraujagyslių uždegimus ir užsikimšimus; venų varikozė ir kt.; neurochirurgijoje nustatyti nervų laidumo pažeidimo židinių vietą, patvirtinti apopleksijos sukelto neuroparalyžiaus vietą; akušerijoje ir ginekologijoje nustatyti nėštumą, vaiko vietos lokalizaciją; diagnozuoti įvairius uždegiminius procesus.

- Teletermografija - pagrįsta žmogaus kūno infraraudonųjų spindulių pavertimu elektriniais signalais, kurie įrašomi termovizoriaus ar kito įrašymo įrenginio ekrane. Metodas yra nekontaktinis.

IR spinduliuotė suvokiama veidrodžių sistema, po kurios IR spinduliai nukreipiami į IR bangų imtuvą, kurio pagrindinė dalis yra detektorius (fotorezistorius, metalinis ar puslaidininkinis bolometras, termoelementas, fotocheminis indikatorius, elektronų optinis keitiklis, pjezoelektrinis detektoriai ir kt.).

Elektriniai signalai iš imtuvo perduodami į stiprintuvą, o po to į valdymo įrenginį, kuris yra skirtas veidrodžių judėjimui (objekto nuskaitymui), TIS taškinio šviesos šaltinio šildymui (proporcingai šiluminei spinduliuotei) ir fotojuostai. Kiekvieną kartą plėvelė apšviečiama TIS pagal kūno temperatūrą tyrimo vietoje.

Po valdymo įrenginio signalas gali būti perduodamas į kompiuterinę sistemą su ekranu. Tai leidžia saugoti termogramas ir jas apdoroti naudojant analitines programas. Papildomas galimybes suteikia spalvoti termovizoriai (panašios temperatūros spalvos nurodomos kontrastingomis spalvomis), galima nubrėžti izotermas.

Daugelis įmonių pastaruoju metu pripažino, kad „pasiekti“ potencialų klientą kartais būna gana sunku, jų informacinis laukas yra taip perkrautas įvairiausių reklaminių pranešimų, kad jie tiesiog nustoja būti suvokiami.
Aktyvūs pardavimai telefonu tampa vienu efektyviausių būdų padidinti pardavimus per trumpą laiką. Šaltu skambučiu siekiama pritraukti klientus, kurie anksčiau nesikreipė dėl prekės ar paslaugos, tačiau dėl daugelio veiksnių yra potencialūs klientai. Surinkęs telefono numerį, aktyvus pardavimo vadovas turi aiškiai suprasti šaltojo skambučio tikslą. Juk pokalbiai telefonu iš pardavimų vadybininko reikalauja ypatingų įgūdžių ir kantrybės, taip pat derybų technikos ir metodų išmanymo.