1. Wstęp

Promieniowanie termiczne jest to emisja promieniowania magnetycznego. Jego źródłem są wykonujące drgania termiczne naładowane elementy układu takie jak: elektrony, jądra atomowe, jony. Klasycznym przykładem promieniowania termicznego najczęściej obserwowanym jest promieniowanie Słońca, żarówek.

Każde ciało ogrzane do temperatury T (w skali bezwzględnej) emituje promieniowanie termiczne o widmie ciągłym. Gdy temperatura nie przekracza 770K widmo promieniowania termicznego składa się wyłącznie z promieniowania o długości fali większych od długości fal z zakresu widzialnego (0,4mm do 0,76mm). Wraz ze wzrostem ze wzrostem temperatury udział promieniowania o długości fal z zakresu widzialnego staje się coraz większy. Wszystkie ciała znajdujące się w temperaturze wyższej od temperatury zera bezwzględnego emituję energię promienistą, której wielkość oraz rozkład widmowy zależę od temperatury bezwzględnej ciała, jego własności fizykochemicznych i stanu powierzchni.

2. Ciało doskonale czarne

Matematycznym modelem ciała emitującego promieniowanie termiczne jest ciało doskonale czarne. jest to ciało całkowicie pochłaniające energię padającego na nie promieniowania w całym zakresie widma, a więc jego zdolność absorbcyjna wynosi 1 dla wszystkich długości fali. Za model ciała doskonale czarnego uważać możemy powierzchnię niewielkiego otworu w ściance pustego wewnątrz ciała, o matowej, rozpraszającej, najlepiej zaczernionej powierzchni. Otwór zachowuje się jak ciało doskonale czarne, ponieważ z promieniowania dostającego się do wewnątrz ciała praktycznie nic nie wydostaje się na zewnątrz.

W rzeczywistości , w przyrodzie, mamy do czynienia z promieniowaniem termicznym ciał, których widmo może być jedynie porównywane do widma promieniowania modelowego ciała doskonale czarnego. Dla dowolnego ciała promieniującego termicznie zdolność emisyjną przedstawić można przy pomocy wzoru:

gdzie e(l,T) - zdolność emisyjna

a(l,T) - zdolność absorbcji

E(l,T) - zdolność emisji ciała doskonale czarnego

3 Prawo Kirchhoffa

Po przekształceniu wzoru podanego w poprzednim punkcie otrzymujemy wzór na prawo Kirchhoffa mówiące, że stosunek zdolności emisyjnej do absorbcyjnej jest dla wszystkich ciał jednakowy i równy zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego.