От чего зависит интенсивность излучения

Нагреем сильно гирю на газовой горелке или плитке, а затем поднесём к ней термоскоп. Он зарегистрирует излучение. Но ведь гиря не раскалена.
Значит, свет она не излучает. Это мы хорошо видим. Но излучение от неё всё же исходит. Наш глаз это излучение не регистрирует, но прибор на него реагирует. Это — тепловое излучение. Оно исходит от каждого тела. Установим, от чего зависит интенсивность излучения. Для этого проведём следующие опыты.
Поднесём термоскоп на одинаковое расстояние поочерёдно к алюминиевому стакану с горячей водой (60—90 °С), к пламени спиртовки (500— 700 °С) и к лампе накаливания (1500 °С). Мы увидим, что смещение капли будет наибольшим в последнем случае, на основе чего можно сделать вывод: интенсивность излучения тем выше, чем больше температура тела.
Нагреем воду в небольшом сосуде из жести (рис. 195). Причём одна сторона этого сосуда должна быть светлой, а другая окрашенной в чёрный цвет. Затем поднесём теплоприёмник к этому сосуду поочерёдно с разных сторон: светлой и тёмной.
а) Светлая сторона б) Тёмная сторона
Различия интенсивности излучения разных по цвету поверхностей видны на рисунке 195 (по показаниям манометра).
Опыты позволяют сделать вывод о том, что
при одинаковой температуре интенсивнее всего излучают тела чёрного цвета.
Проведя опыт, показанный на рисунке 196, можно сделать вывод, что тёмные тела лучше поглощают излучение, чем светлые.
Общий вывод
Все тела излучают энергию. Интенсивность излучения тем выше, чем больше температура тела. Тёмные тела излучают и поглощают излучение лучше, чем светлые.
Влияние цвета поверхностей на поглощение излучения учитывается и широко используется. Так, летом мы стараемся надевать светлую одежду — она меньше нагревается. Самолёты, воздушные шары окрашены в серебристый цвет. Такого же цвета скафандры космонавтов, предназначенные для выхода в открытый космос.
В тех случаях, когда требуется максимально поглотить излучение, поверхности окрашивают в тёмный цвет. Таковы поверхности солнечных батарей, преобразующих энергию излучения Солнца в электрическую. Они питают электроэнергией бортовую аппаратуру космических кораблей. В последнее время солнечным батареям уделяется всё больше внимания со стороны энергетиков. Дело в том, что гелиоустановки экологически чистые. Они не загрязняют окружающую среду и используют лишь «даровую» солнечную энергию. Недостаточное распространение таких источников связано с очень малым их коэффициентом полезного действия. Так, для того чтобы создать электростанцию мощностью 1 млн кВт (по современным представлениям, станция средней мощности), надо выстелить солнечные ячейки на площади 6×6 км2. Создание более эффективных гелиоустановок позволит решить эту очень важную проблему энергетики.
Существует мнение, что излучение исходит от сильно разогретых тел и оно обязательно видимое. Однако это не так — излучают все тела, даже те, которые мы считаем холодными. Мы не видим излучения таких тел, но его можно зарегистрировать приборами, оно способно нагревать предметы и широко используется в современной технике. Вот опыт, который позволяет зарегистрировать невидимое тепловое излучение.
Поставим на стол чувствительный термостолбик. Погасим свет, закроем шторы. В кабинете нет светящихся предметов. Направим рупор термостолбика на доску и установим стрелку прибора на нуль. Будем вращать термостолбик, направляя его рупор на различные приборы, находящиеся в кабинете. Стрелка прибора продолжает оставаться на нуле. Это понятно. Вспомните, мы с вами об этом уже говорили: при теплопередаче температуры всех предметов выравниваются и становятся равными температуре окружающего воздуха. Но вот в «поле зрения» термостолбика попадает человек. Стрелка прибора отклоняется. Если человек подойдёт ближе к прибору, стрелка отклонится ещё сильнее. Будем перемещать термостолбик вдоль тела человека — показания прибора будут то увеличиваться, то уменьшаться. В чём тут дело?
Температура тела человека выше температуры окружающих его предметов. От него идёт более сильное тепловое излучение, которое глаз не воспринимает. Однако в настоящее время открыты специальные вещества, реагирующие на это излучение. С помощью этих веществ (составов) изготавливают фотоплёнки, позволяющие производить съёмку в полной темноте. На такие фотопленки производят съёмки поверхности Земли из космоса. Леса, луга, реки, моря по-разному излучают и поэтому различимы на плёнке. Анализ таких фотографий позволяет геологам определять возможные места залежей полезных ископаемых. По снимкам можно определить степень готовности почвы к севу или указать сроки уборки колосовых.
Приборы ночного видения, реагирующие на тепловое излучение, устанавливают на самолётах, спутниках. Они же позволяют осуществлять вождение в темноте военной техники.
Всё большее применение «тепловидение» получает в медицине. Регистрируя излучение, идущее от различных участков тела, прибор позволяет получить температурный портрет человека. С помощью электронно-вычислительной техники производится обработка полученных данных и выявляется состояние внутренних органов, возможные заболевания. Вот посмотрите на этот снимок. На нём отчетливо видны травмы на коленях обеих ног. Ту же информацию можно было бы получить, сделав рентгеновский снимок. Но в этом случае пациент подвергся бы облучению рентгеновскими лучами, что нежелательно делать часто и в больших дозах.