TERMALNOG ZRAČENJA. Plankov zakon Stefan Bolcmanov i Vinov zakon Zračenje realnih tela Razmena snage između dve površine. Ž. Barbarić, MS1-TS 1

Σχετικά έγγραφα
UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Matematka 1 Zadaci za drugi kolokvijum

Elementi spektralne teorije matrica

Antene. Srednja snaga EM zračenja se dobija na osnovu intenziteta fluksa Pointingovog vektora kroz sferu. Gustina snage EM zračenja:

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

1 UPUTSTVO ZA IZRADU GRAFIČKOG RADA IZ MEHANIKE II


4.7. Zadaci Formalizam diferenciranja (teorija na stranama ) 343. Znajući izvod funkcije x arctg x, odrediti izvod funkcije x arcctg x.

5. Karakteristične funkcije

Obrada signala

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Prvi kolokvijum. y 4 dy = 0. Drugi kolokvijum. Treći kolokvijum

( ) π. I slučaj-štap sa zglobovima na krajevima F. Opšte rešenje diferencijalne jednačine (1): min

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

IZVODI ZADACI (I deo)

APROKSIMACIJA FUNKCIJA

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

DRUGI KOLOKVIJUM IZ MATEMATIKE 9x + 6y + z = 1 4x 2y + z = 1 x + 2y + 3z = 2. je neprekidna za a =

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

Trigonometrijske nejednačine

Jednodimenzionalne slučajne promenljive

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Matematika 4. t x(u)du + 4. e t u y(u)du, t e u t x(u)du + Pismeni ispit, 26. septembar e x2. 2 cos ax dx, a R.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Zadatak 2 Odrediti tačke grananja, Riemann-ovu površ, opisati sve grane funkcije f(z) = z 3 z 4 i objasniti prelazak sa jedne na drugu granu.

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

OSNOVI ELEKTRONIKE. Vežbe (2 časa nedeljno): mr Goran Savić

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Univerzitet u Nišu, Prirodno-matematički fakultet Prijemni ispit za upis OAS Matematika

Računarska grafika. Rasterizacija linije

INŽENJERSTVO NAFTE I GASA. 2. vežbe. 2. vežbe Tehnologija bušenja II Slide 1 of 50

MATEMATIKA 2. Grupa 1 Rexea zadataka. Prvi pismeni kolokvijum, Dragan ori

MEHANIKA FLUIDA. Isticanje kroz otvore sa promenljivim nivoom tečnosti

Verovatnoća i Statistika I deo Teorija verovatnoće (zadaci) Beleške dr Bobana Marinkovića

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

numeričkih deskriptivnih mera.

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

Odred eni integrali. Osnovne osobine odred enog integrala: f(x)dx = 0, f(x)dx = f(x)dx + f(x)dx.

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

( , 2. kolokvij)

Zadaci iz trigonometrije za seminar

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

Kaskadna kompenzacija SAU

Mašinsko učenje. Regresija.

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 26. jun Katedra za Računarsku tehniku i informatiku

5 Ispitivanje funkcija

10. STABILNOST KOSINA

IZVODI ZADACI (I deo)

Teorijske osnove informatike 1

Deformacije. Tenzor deformacija tenzor drugog reda. Simetrinost tenzora deformacija. 1. Duljinska deformacija ε. 1. Duljinska (normalna) deformacija ε

Sistemi veštačke inteligencije primer 1

Induktivno spregnuta kola

KOMUTATIVNI I ASOCIJATIVNI GRUPOIDI. NEUTRALNI ELEMENT GRUPOIDA.

4 Izvodi i diferencijali

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Reverzibilni procesi

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

Kola u ustaljenom prostoperiodičnom režimu

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

Fakultet tehničkih nauka, Softverske i informacione tehnologije, Matematika 2 KOLOKVIJUM 1. Prezime, ime, br. indeksa:

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

2. Ako je funkcija f(x) parna onda se Fourierov red funkcije f(x) reducira na Fourierov kosinusni red. f(x) cos

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

8 Funkcije više promenljivih

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Transcript:

OSNOVNI ZAKONI TERMALNOG ZRAČENJA Plankov zakon Stefan Bolcmanov i Vinov zakon Zračenje realnih tela Razmena snage između dve površine Ž. Barbarić, MS1-TS 1

Plankon zakon zračenja Svako telo čija je temperatura veća od apsolutne nule zrače elektromagnetnu energiju. Spektralna gustina snage zračenja crnog tela data je Plankovim (Planck) zakonom c1 1 1 M CT [ Wm μ ] 5 exp( c / T) 1 m gde su: je talasna dužina u μm, T je temperatura crnog tela u Kelvinima K [T(K)73,16+t( 0 C)], c 1 je prva radijaciona konstanta, a c je druga radijaciona konstanta. Ž. Barbarić, MS1-TS

Radijacione konstante Prva radijaciona konstanta, c 1 3,74178 10 8 Wm - μm 4 Prva radijaciona konstanta je izračunata iz c 1πhc, gde je h Plankova konstanta (h6,656 10-34 Js), a c je brzina prostiranja elektromagnetnog talasa u slobodnom prostoru (c,99795 10 8 m/s). Druga radijacijona konstanta je c 1,4388 10 4 10 Kμm. Druga radijaciona konstanta je određena iz c ch/k, gde je k Bolcmanova (Boltzmann) konstanta (k1,38054 10-3 J/K). Ž. Barbarić, MS1-TS 3

Primer primene Plankovog zakona Ž. Barbarić, MS1-TS 4

Aproksimacije Plankovog zakona Vinova (Wien) aproksimacija Plankovog zakona se izvodi iz pretpostavke exp(c /T)>>1. Tada spektralna gustina snagezračenjacrnog g tela postaje M CT 5 c1 exp( c / T ) gde je T 5000 μm K K. Rejli-Džinsova(Rayleigh-Jeans) aproksimacija se izvodi iz pretpostavke da je exp(c /T) malo pa se koriste prva dva člana razvoja eksponencijane funkcije u red (exp(c /T) 1+ c /T). ZaT>10000 μm K,, spektralna gustina snage postaje c1 T M CT 4 c Ž. Barbarić, MS1-TS 5

Vinov zakon Maksimalna vrednost spektralne gustine snage zračenja se može odrediti analitički ako se odredi talasna dužina M. Talasna dužina se dobija iz uslova ekstrema funkcije M CT c 1 exp( c / T ) 0 5T Rešenje transcedentne jednačine je M Maksimalna vrednost gustine snage zračenja T 897,88 M CT M 11 1,86 10 T 5 Ž. Barbarić, MS1-TS 6

Stefan-Bolcmanov zakon Ukupna snaga zračenja crnog tela se dobija integracijom spektralne gustine snage po talasnoj dužini CT CT 4 M M d σ T 0 gde je σ Stefan Bolcmanova (Stefan-Boltzmann) konstanta σ 5,6697 10-8 Wm - K -4. Ž. Barbarić, MS1-TS 7

Zračenja realnih tela Spektralna gustina snage zračenja realnih tela ne zavisi samo od temperature nego i od spektralne emisivnosti. Spektralna emisivnost se definiše kao odnos spektralne gustine sanage zračenja realnog i crnog tela ε M M CT gde je M spektralna gustina snage realnog tela. Ž. Barbarić, MS1-TS 8

Komponente spektralne iradijanse Spektralna iradijansa, koja upada na površinu objekta i komponente ove spektralne iradijanse su prikazane na slici E I R A T E + E + E 1 E / R I A I T I / E + E / E + E E ρ + α + τ Na osnovu Kirhofovog zakona, dobar apsorber je dobar emiter na istoj talasnoj dužini, pa se može napisati ε ρ + τ 1. + Ž. Barbarić, MS1-TS 9

Idealna tela Energetska relacija Posledice relacijesu: ε + ρ + τ 1. Idealno crno telo ε1 i ρ τ0,. Idealan reflector ρ 1, τε0, 3. Idealan prozor ρε 0, τ1. 1 Sivo telo je telo visoke emisivnosti u opsegu talasnih dužina, pa se aproksimira sa konstantnom vrednošću. Ž. Barbarić, MS1-TS 10

Zakoni zračenja realnih tela Spektralne gustine snage zračenja realnih tela pored temperature treba poznavati i spektralnu emisivnost površine tela. Za realna tela važi Vinov zakon samo ako je spektralna emisivnost konstantna, odnosno ako se radi o sivom telu. U opštem slučaju traži se gustine snage zračenja realnog tela u opsegu talasnih dužina M 1 1 ε M CT d Ž. Barbarić, MS1-TS 11

Priraštaj spektralne gustine snage U praksi se uglavnom koristi promena spektralne gustine snage usled promene temperature i emisivnosti. Totalni priraštaj spektralne gustine snage je ΔM M CT Δε + ε c T CT Δ T M 1 exp( c / T ) Relacija se može napisati u obliku relatvnog odnosa spektralne gustine snage ΔM M Δε ε + c T 1 1 exp( c / T ) ΔT T Ž. Barbarić, MS1-TS 1

Priraštaj ukupne gustine snage zračenja Za male promene emisivnosti i temperature priraštaj ukupne gustine snage se može odrediti primenom diferencijala na funkciju M(T,ε) dm 4 σ T d ε + 4σε T 3 dt Relativna promena gustine snage je ΔM Δε ΔT + 4 M ε T Ž. Barbarić, MS1-TS 13

Razmena snage između dve površine Šematski prikaz razmene snage A1 n1 da1 1 dω1 R da A dω n Ž. Barbarić, MS1-TS 14

Faktor konfiguracije ili geometrijski faktor Po definiciji prostornog ugla dobija se da 1 cos dω da cos dω 1 1 da cos 1 da R cos Pretpostavimo t da je površina A 1 predstavlja dt površinu izvora zračenja tada je fluks na površini A dat relacijom 1 Φ 1 L1dA1 cos1 da cos R A A1 1 Ž. Barbarić, MS1-TS 15

Tipovi izvora zračenja Elementarni fluks u elementarnom prostornom uglu, sinddϕ, je dat relacijom dφ I dω I sinddϕ Φ π d Φ π I sin d 0 0 Ž. Barbarić, MS1-TS 16

Lambertov i tačkasti izvor zračenja Za Lambertov izvor I I o cos pa je ukupan fluks Φ d Φ π I 0 cos sind πi 0 cos sin d 0 0 0 Posle smene tsin, dtcosd, ukupan fluks je Φ πi 0 sin Za maksimalni ugao 90, totalni fluks je πi 0. Sličan postupak se može sprovesti za tačkasti izvor i dobija se ukupan fluks 4π I 0. Ž. Barbarić, MS1-TS 17

Pregled tipova izvora zračenja Tip izvora Intenzitet Fluks u Ukupan fluks Tačkasti I I 0 πi 0 (1-cos) 4πI 0 Lambertov I I 0 cos πi 0 sin πi 0 Eksponent n I I 0 cos n πi 0 (1-cos n+1 )/(n+1) πi 0 /(n+1) Ž. Barbarić, MS1-TS 18