La le?o de Kirchhoff a? pli ekzakte le?o de Kirchhoff pri radiado estas fizika le?o de termodinamiko , kiu rilatigas la termoradian econ de korpo kun ?ia absorba eco. La le?o nomi?as la? la germana fizikisto Gustav Kirchhoff , kiu eltrovis ?in en la jaroj 1859 ?is 1862. En ?enerala kunteksto necesas uzi la longan nomon le?o de Kirchhoff pri radiado , ?ar anka? en elektrotekniko konatas le?oj de Kirchhoff ^[1] .

Absorbeco de korpoj [ redakti | redakti fonton ]

Nur parto de elektromagneta radiado alvenanta sur korpo absorbi?as, la resto reflekti?as a? trairas la korpon. Sume tiuj tri partoj de energio - la absorbita, la reflektita kaj la trairinta - egalas al la alveninta energio, la koncernajn partojn priskribas la koncernaj koeficientoj :

${\displaystyle a+r+t=1}$, kun

${\displaystyle a}$: absorba koeficiento a? absorbeco, valoroj estas inter 0 (neabsorba) kaj 1,

${\displaystyle r}$: reflekta koeficiento a? reflekteco, valoroj estas inter 0 (nereflekta) kaj 1,

${\displaystyle t}$: diafana koeficiento a? diafaneco, valoroj estas inter 0 (opaka) kaj 1.

Ofte la absorba koeficiento esence dependas de la frekvenco . Korpo kiu perfekte absorbas (t.e. ${\displaystyle a=1}$) je ?iu frekvenco nomi?as nigra korpo .

Emisia koeficiento de korpoj [ redakti | redakti fonton ]

La intenseco , kun kiu iu korpo termoradias grave dependas de sia temperaturo . La intenseco de radiado de iu korpo rilate al samtemperatura nigra korpo estas priskribita per la emisia koeficiento de tiu korpo la? la formulo:

${\displaystyle \epsilon _{k}={\frac {I_{k}}{I_{nk}}}}$
kun

${\displaystyle \epsilon _{k}}$ : emisia koeficiento de la k orpo,

${\displaystyle I_{k}}$ : intenseco (unuo: W / m² ) de radiado de la k orpo ?e ?ia surfaco,

${\displaystyle I_{nk}}$ : intenseco de radiado de la n igra k orpo ?e ?ia surfaco.

Le?o de Kirchhoff [ redakti | redakti fonton ]

La le?o de Kirchhoff eldiras:

La koeficientoj de absorbo kaj emisio de konkreta korpo havas ekzakte la saman valoron.

${\displaystyle \epsilon (\nu )=\alpha (\nu )}$, kun ${\displaystyle \nu }$: frekvenco.

A? koncize:

Korpo, kiu bone absorbas, anka? bone termoradias.

Pro tio:

Persono termoradias en la transru?o , kion vidigas la suba, termografia bildo. La nigraaspekta plasta sako estas diafana por transru?o, tial apena? radias. Kontraue la okulvitroj estas opaka en la transru?a.

• bone reflektanta korpo, ekzemple metalo kun polurita surfaco, malmulte radias.
• multe absorbanta korpo, ekzemple malgranda enira truo al granda kavo, bone radias.
• nigra korpo, kiu absorbas perfekte, radias plej forte.

Limigoj al la valideco de la le?o [ redakti | redakti fonton ]

?enerale la absorba koeficiento de iu korpo dependas de ?ia temperaturo, de la direkto el kiu la radiado alvenas, kaj - grave - de la frekvenco. Pro tio la le?o ekzakte nur validas, se oni komparas emision kaj absorbon sub samaj kondi?oj.

Tial la (videbla) koloro de iu korpo ?enerale ne ta?gas por ju?i la emisian econ de tiu korpo. Per la koloro oni nur povas taksi la absorbecon de la korpo en la videbla frekvencintervalo (t.e. lumo ). Sed plejofte la esenca frekvencintervalo de ?ia emisio estas en la transru?o , je kie ?ia aborbeco (kaj same emisieco) eble tre malsamas. Por tio ekzistas e? blankaspektaj termoradiiloj, kiuj bone efikas ^[2] .

Kial la le?o validas [ redakti | redakti fonton ]

Ni rigardu specialan kazon menciitan en la fiziklibro de Grimsel ^[3] :

Supozu fermitan fizikan sistemon limigitan de perfekta spegulo. En la sistemo trovi?u nur du korpoj:

• nigra korpo N kaj
• griza korpo G (t.e. korpo kun konstanta absorbeco ${\displaystyle a_{G}}$, ${\displaystyle 0<a_{G}<1}$).
  

?iu radiado elsendita de unu korpo atingu la alian. La sistemo estu en termodinamika ekvilibro . Per kalkulado oni povas pruvi, ke se estus ${\displaystyle a_{G}\not =\epsilon _{G}}$ la korpoj a? gajnus a? perdus energion, do balda? havos aliajn temperaturojn. Tio kontra?us la unuan a? duan le?on de termodinamiko .

Tial nur ${\displaystyle a_{G}=\epsilon _{G}}$ eblas.

Vidu anka? [ redakti | redakti fonton ]

• Termoradiado
• Le?o de Stefan-Boltzmann
• Le?o de Planck
• Le?o de Wien
• Nigra korpo
• Nigra truo

Referencoj [ redakti | redakti fonton ]

Literaturo [ redakti | redakti fonton ]

• Grimsel, Lehrbuch der Physik, Bd. 3 Optik, Teubner Verlag Leipzig (1988).