Этот раздел оптики изучает вопросы взаимодействия света с веществом. Именно здесь проявляется корпускулярная природа света, поскольку излучаться и поглощается свет может только отдельными квантами. Попытка использования классических представлений в этой области приводит к недоразумениям типа ультрафиолетовой катастрофы, отсутствия красной границы у фотоэффекта или нестабильности атома.
Тепловое излучение и его характеристики.
Равновесие теплового излучения с веществом. Тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, должно излучать электромагнитные волны, поскольку его заряженные частицы участвуют в тепловом движении. Такое излучение называют тепловым. Потери энергии на тепловое излучение восполняются за счет поглощения теплового излучения окружающих тел. При постоянной температуре тело находится в термодинамическом равновесии с тепловым излучением, т.к. излучаемая и поглощаемая энергия одинаковы.
Испускателъная способность тела r (co, Т) — поток энергии с единицы поверхности в единицу времени в диапазоне частот от со до со+</со. Поток энергии с единицы поверхности в единицу времени во всем спектре — энергетическая светимость
Поглощательная способность тела я (со. Г) — доля падающей энергии в интервале частот от со до со + </со, поглощаемая телом.
с/Ф' — поглощенный, (1Ф — падающий поток энергии. Для обычных тел а (со. Т) < 1. Тело, для которого я (со. Т) = 1 для любых со называют абсолютно черным. Такое тело поглощает всю падающую на него энергию. Тело, у которого я (со, 7') = const < 1 — серое. Видимый цвет тела соответствует частоте, на которой я (со, Т) имеет минимум.
Закон Кирхгофа.
Он состоит в следующем: отношение испускательной и поглощательной способностей является единой, универсальной для всех тел функцией f ((d.T), называемой функцией Кирхгофа.
Нарушение этого закона хотя бы для одного тела означает, что в системе, куда входит это тело, невозможно установить тепловое равновесие.
Поскольку для абсолютно черного тела я (со, Т) = 1, универсальная функция Кирхгофа совпадаете испускательной способностью абсолютно черного тела.