
Issiqlik nurlanishi — elektromagnit nurlanish bo‘lib, moddadagi zarralarning issiqlik harakati tufayli chiqariladi. Harorati mutlaq noldan (−273,15 °C; 0 K) yuqori bo‘lgan har qanday modda issiqlik nurlanishini chiqaradi. Energiya chiqarilishi materialdagi elektron, molekulyar va kristall panjara tebranishlarining qo‘shma ta’siri natijasida yuzaga keladi.
Issiqlik nurlanishi issiqlik uzatishning asosiy mexanizmlaridan biri bo‘lib, issiqlik o‘tkazuvchanligi va konveksiya bilan bir qatorda turadi. Biroq boshqa mexanizmlardan farqli ravishda, ikki jism orasida nurlanish orqali issiqlik uzatilishi uchun ularning bevosita tegishi yoki modda ko‘chishi talab etilmaydi. Shu sababli issiqlik nurlanishi kosmosdagi jismlar orasida energiya uzatilishining asosiy usuli hisoblanadi. Masalan, Yer Quyoshdan oladigan energiyaning deyarli barchasi issiqlik nurlanishining elektromagnit to‘lqinlari ko‘rinishida yetib keladi. Bu energiyaning bir qismi yutiladi va sochiladi atmosferada, ammo Quyosh nurlanishining katta qismi atmosferadan o‘tib Yer yuzasiga yetadi va u yerda yutilib sirtni qizdiradi yoki qaytariladi.
Kinetik energiya modda zarralari bir-biri bilan to‘qnashganda elektromagnit energiyaga aylanadi. Bunda zarralar tarkibidagi zaryadlangan zarrachalar tezlanish oladi va elektromagnit to‘lqinlarni hosil qiladi. Jumladan, atomlar va molekulalar to‘qnashganda ularning to‘qnashuv ta’sirida qo‘zg‘alishi va keyinchalik yorug‘lik chiqarishi sodir bo‘ladi. O‘ziga xos jihati shundaki, nurlanish koeffitsiyenti Maksvell taqsimoti bo‘yicha o‘rtachalashtirilganda, hν ∼ kT energiyalardan boshlab spektrda eksponensial pasayish kuzatiladi. To‘lqin uzunligi (shuningdek, chastota) va nurlanish intensivligi moddaning haroratiga bog‘liq.
Nisbatan past haroratlarda issiqlik nurlanishining katta qismi infraqizil (IQ) spektrida bo‘ladi:73-86. Harorat 525 °C (798 K; Dreyper nuqtasi) dan oshganda nurlanishning bir qismi inson ko‘zi payqaydigan darajaga yetsa-da, ko‘rinadigan nurlanish hatto nihoyatda yuqori haroratlargacha umumiy nurlanish spektrining kichik qismini tashkil etadi. Ko‘rinadigan yorug‘lik taratish «cho‘g‘lanish» deb ham ataladi va, masalan, cho‘g‘lanma lampalarda qo‘llaniladi. Ko‘rinadigan spektrdagi issiqlik nurlanishini, masalan, qizigan metall, Yer atmosferasi, oq mitti yulduz, elektron lampalarning katodlari, shuningdek, moyli va infraqizil isitgichlar ham shu turdagi nurlanishni chiqaradi.
Issiqlik nurlanishi odatda inson ko‘zi ko‘ra olmaydigan obyekt yoki hodisalarni termografiya yordamida aniqlash imkonini beradi. Termal kameralar infraqizil nurlanishni qabul qilib tasvir hosil qiladi. Bunday tasvirlar kuzatilayotgan manzaradagi harorat gradientini ko‘rsatishi mumkin va odatda atrofidagilarga nisbatan issiqroq obyektlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Ko‘rinadigan yorug‘lik kam bo‘lgan qorong‘i muhitda infraqizil tasvirlar hayvonlar yoki odamlarni tana harorati orqali aniqlash imkonini beradi. Koinotning mikroto‘lqinli fon nurlanishi (relikt nurlanish) ham issiqlik nurlanishining yana bir misolidir.
Mutlaq qora jism nurlanishi — ideallashtirilgan tizimlarda issiqlik nurlanishini tahlil qilish uchun qo‘llaniladigan tushuncha. Mutlaq qora jism — o‘ziga tushayotgan elektromagnit nurlanishning xususiyatlaridan qat’i nazar, uni to‘liq yutadigan ideal yutuvchi va nurlantiruvchi jism. Ushbu model nurlantiruvchi obyekt mutlaq qora jismning fizik xossalariga mos bo‘lgan quyidagi holatda qo‘llanadi: termodinamik muvozanatda:278. Plank qonuni mutlaq qora jism nurlanishining spektrini tavsiflaydi va jismdan chiqayotgan nurlanish issiqlik oqimini uning harorati bilan bog‘laydi. Vin siljish qonuni chiqarilayotgan nurlanishning eng ehtimolli chastotasini aniqlaydi, Stefan — Bolsman qonuni esa nurlanish intensivligini beradi:280. Mutlaq qora jism modeli moddaning haqiqiy xossalariga mos kelmagan holatlarda nurlanish va yutilishni soddalashtirilgan kulrang jism modeli yoki kvant elektrodinamikasi (KED) hisoblari yordamida modellashtirish mumkin.
Tavsif

Issiqlik nurlanishi issiqlik energiyasining elektromagnit energiyaga aylanishini ifodalaydi. Issiqlik energiyasi — moddadagi atom va molekulalarning tartibsiz harakatining kinetik energiyasidir. U harorati noldan farq qiladigan (ya’ni mutlaq noldan yuqori) har qanday moddada mavjud. Atomlar va molekulalar zaryadlangan zarralardan, ya’ni protonlar va elektronlardan tashkil topgan. Modda zarralari orasidagi kinetik o‘zaro ta’sir zaryadlarning tezlanishiga va dipol tebranishlariga olib keladi. Natijada bir-biri bilan bog‘langan elektr va magnit maydonlari elektrodinamik yo‘l bilan hosil bo‘ladi va jismdan energiyani olib ketadigan fotonlar (elektromagnit nurlanish kvantlari) chiqariladi.
Issiqlik nurlanishining xususiyatlari nurlanish chiqayotgan sirtning turli xossalariga, jumladan, uning harorati va spektral nurlantirish qobiliyatiga bog‘liq bo‘lib, bu Kirxgofning nurlanish qonuni bilan tavsiflanadi. Issiqlik nurlanishi monoxromatik emas, ya’ni u faqat bitta chastotali to‘lqinlardan iborat bo‘lmay, foton energiyalarining uzluksiz spektrini o‘z ichiga oladi. Agar nurlantirayotgan jism va uning sirti termodinamik muvozanatda bo‘lsa hamda sirt barcha to‘lqin uzunliklarida ideal yutish xususiyatiga ega bo‘lsa, bunday jism mutlaq qora jism deb ta’riflanadi. Mutlaq qora jism ideal nurlantiruvchi hamdir. Bunday ideal nurlantiruvchilarning nurlanishi mutlaq qora jism nurlanishi deyiladi. Har qanday jism nurlanishining mutlaq qora jism nurlanishiga nisbati shu jismning nurlantirish qobiliyatini bildiradi. Shu bois mutlaq qora jismning nurlantirish qobiliyati birga teng.
Mutlaq qora jism turli chastotalarda chiqaradigan quvvatning taqsimlanishi Plank qonuni bilan tavsiflanadi. Har qanday berilgan haroratda nurlanish quvvati eng katta bo‘ladigan fmax chastota mavjud. Vin siljish qonuni hamda chastota to‘lqin uzunligiga teskari proporsional ekanligi maksimal nurlanishga mos fmax chastota mutlaq qora jismning T mutlaq haroratiga to‘g‘ri proporsional ekanini ko‘rsatadi. Quyoshning fotosferasi taxminan 6000 K haroratda elektromagnit spektrning inson ko‘ra oladigan qismida nurlanadi (taxminan 500 nm). Yer atmosferasi ko‘rinadigan yorug‘likni qisman o‘tkazadi, yer yuzasiga yetib kelgan yorug‘lik esa yutiladi yoki qaytariladi. Yer sirti yutgan nurlanish energiyasini taxminan 300 K haroratdagi mutlaq qora jismga o‘xshab, taxminan 10 nm to‘lqin uzunligida qayta nurlantiradi. Bunday past chastotalarda atmosfera nurlanishni asosan o‘tkazmaydi va Yer sirtidan chiqadigan nurlanish atmosferada yutiladi yoki sochiladi.
Turli moddalar issiqlik nurlanishi bilan butunlay har xil tarzda o‘zaro ta’sirlashishi mumkin. Masalan, metallar past nurlantirish/yutish qobiliyatiga ega bo‘lib, issiqlik nurlanishining katta qismini qaytaradi va faqat taxminan 10% ini yutadi. Aksincha, ko‘pchilik metallmaslar issiqlik nurlanishini juda yaxshi yutadi va chiqaradi; ularning nurlantirish qobiliyati taxminan 90% bo‘lib, mutlaq qora jism xususiyatlariga yaqin. Biroq o‘xshash elementlar orasida ham nurlanish bilan o‘zaro ta’sirlashishdagi farqlar ancha sezilarli bo‘lishi mumkin (rasmga qarang). Metallarning oksidlanishi ularning sirtida metallmas oksidlar, jumladan, kislorod ishtirokidagi qatlam hosil bo‘lishi tufayli yutish qobiliyatini keskin oshiradi.
Materiallarning yutish qobiliyati ko‘pincha ko‘rinadigan spektrdagi yutish qobiliyati (inson ko‘radigan rangi) ko‘pincha issiqlik spektridagi yutish qobiliyatiga mos kelmaydi. Masalan, qora va oq bo‘yoqlar Quyosh nurlanishining mos ravishda taxminan 97% va 14% ini yutadi, ammo issiqlik diapazonida deyarli bir xil yutish qobiliyatiga ega (xona haroratida taxminan 95%). «Selektiv sirtlar» deb ataladigan ayrim moddalar turli to‘lqin uzunliklarida yutish va nurlantirish qobiliyati bilan keskin farqlanadi. Ulardan, masalan, quyosh panellarida.
foydalanish mumkin. Inson terisi Quyosh nurlanishining o‘rtacha 63% ini yutadi, biroq energiyani deyarli 97% samaradorlik bilan chiqaradi (xona haroratida). Inson terisi issiqlik nurlanishini faol chiqaradi (odam yo‘qotadigan jami issiqlikning taxminan 40% i nurlanish orqali ketadi), shuning uchun xonadagi issiqlikni his qilish atrofdagi sirtlarning haroratiga kuchli bog‘liq.
Xususiyatlari
Chastota

Har qanday haroratdagi jism chiqaradigan issiqlik nurlanishi keng chastotalar diapazonidan iborat. Nurlanishning ustun chastotasi nurlantiruvchi jismning harorati oshgani sari yuqori chastotalar tomon siljiydi. Masalan, qizil cho‘g‘ holatidagi jism asosan ko‘rinadigan spektrning uzun to‘lqinli (qizil va to‘q sariq) qismida nurlanadi. U yanada qizdirilsa, sezilarli miqdorda yashil va ko‘k yorug‘lik ham chiqara boshlaydi. Natijada ko‘rinadigan diapazondagi chastotalar taqsimoti tufayli u inson ko‘ziga oq bo‘lib ko‘rinadi, ya’ni oq cho‘g‘ holatiga keladi. Hatto 2000 K cho‘g‘lanish haroratida ham nurlanish energiyasining 99% i infraqizil sohada qoladi. Buni Vin siljish qonuni belgilaydi. Diagrammada harorat oshgani sari har bir egri chiziqning cho‘qqisi chapga siljiydi.
Harorat bilan bog‘liqligi
Nurlanishning umumiy intensivligi mutlaq qora jismda mutlaq haroratning to‘rtinchi darajasiga proporsional ravishda ortadi, bu Stefan — Bolsman qonunida ifodalangan.:
bunda — Stefan — Bolsman doimiysi.
Mutlaq harorat shkalasida xona haroratidan taxminan ikki baravar yuqori bo‘lgan oshxona duxovkasi (600 K va 300 K) birlik yuzadan 16 baravar ko‘p quvvat nurlantiradi. Harorati cho‘g‘lanma lampaning tolasi kabi taxminan 3000 K, ya’ni xona haroratidan 10 baravar yuqori bo‘lgan jism esa birlik yuzadan 10 000 baravar ko‘p energiya nurlantiradi.
Ko‘rinadigan ta’siri
Jismning harorati yetarlicha yuqori bo‘lsa, issiqlik nurlanishi spektri ko‘rinadigan diapazonda inson ko‘zi sezadigan darajada kuchayadi va jism yorug‘lik tarata boshlaydi. Issiqlik nurlanishining ko‘rinadigan qismi ba’zan cho‘g‘lanish deb ataladi, garchi bu atama umuman issiqlik nurlanishiga nisbatan ham qo‘llanishi mumkin.
Deyarli barcha qattiq va suyuq moddalar taxminan 798 K haroratda xira qizil tusda yorisha boshlaydi. Bu chegara Dreyper nuqtasi deb ataladi. Bu haroratdan pastda ko‘rinadigan nurlanish yo‘qolmaydi, ammo uning intensivligi inson ko‘zi sezishi uchun juda past bo‘ladi.

O‘zaro bog‘liqlik
Jismning muayyan chastotada chiqaradigan elektromagnit nurlanish miqdori shu chastotada yutadigan nurlanish miqdoriga proporsional. Demak, qizil yorug‘likni ko‘proq yutadigan sirt qizil yorug‘likni ham ko‘proq chiqaradi. Bu tamoyil to‘lqinning barcha xossalariga, jumladan, to‘lqin uzunligi (rang), yo‘nalish, qutblanish va hatto kogerentlik. Shu sababli qutblangan, kogerent va yo‘naltirilgan issiqlik nurlanishi mavjud bo‘lishi mumkin, ammo tabiatda qutblangan hamda kogerent manbalar nisbatan kam uchraydi. Bu hodisa o‘zaro bog‘liqlik teoremasining va batafsil muvozanat.
Qo‘llanilishi

ishlab chiqariladi. Issiqlik nurlanishining xususiyatlari muhandislikda va kundalik turmushda keng qo‘llaniladi. U insonning haroratni qanday his qilishiga ta’sir etib, issiqlik qulayligida hal qiluvchi o‘rin tutadi. Quyoshning issiqlik nurlanishi qayta tiklanuvchi energiya manbai sifatida muqobil energetikada.
Quyosh energiyasi
Quyoshdan chiqadigan elektromagnit nurlanishning eng yuqori intensivligiga mos to‘lqin uzunligi taxminan 550 nm bo‘lib, uni issiqlik yoki elektr energiyasi olish uchun tutib olish mumkin.
Issiqlik nurlanishini qaytaruvchi ko‘zgular yordamida juda kichik nuqtaga jamlash mumkin. Konsentratsiyalangan quyosh energiyasi texnologiyasi aynan shundan foydalanadi. Nurlanish energiyasini jamlash uchun ko‘zgular o‘rniga Frenel linzalari. Ushbu usullardan istalgan biri Quyosh nuri bilan suvni tezda bug‘ga aylantirish imkonini beradi. Masalan, Ispaniyadagi PS10 quyosh elektr stansiyasi yiliga 23400 megavatt-soat elektr energiyasi ishlab chiqaradi. Bunda suv bug‘i taxminan 530 K gacha qizdiriladi, foydali ish koeffitsiyenti taxminan 17% ni tashkil etadi va ko‘p sonli ko‘zgular yordamida Quyosh nuri bosh minoraning yagona nuqtasiga jamlanadi.
Yerga ta’siri
Taxminan 26% miqdordagi Quyosh issiqlik nurlanishi kosmosga qaytariladi yoki sochiladiYer atmosferasi tomonidan, 16% i atmosfera gazlari tomonidan yutiladi, qolgan qismi esa Yer sirtiga yetib kelib, uni qizdiradi. Quyosh energiyasini yutib qizigan atmosfera gazlari barcha yo‘nalishlarda nurlanish chiqara boshlaydi va uning taxminan 90% i Yer sirtiga qaytadi. Qizigan Yer sirti energiyani atmosferaga qayta nurlantiradi, u yerda energiya yana qaytariladi. Bu jarayon energiya to‘liq yutilguniga qadar takrorlanadi:876. Ushbu hodisa issiqxona effektini yuzaga keltirib, Yer iqlimining barqarorligiga yordam beradi. Issiqxona effekti, shuningdek, global isishga sanoat gazlari, masalan, karbonat angidrid, xlorftoruglerodlar, azot dioksidi va boshqa gazlarning konsentratsiyasi ortishi tufayli ham yuz beradi; bu gazlar issiqlik nurlanishini faol yutadi va chiqaradi.
Selektiv sirtlar
Quyoshdan energiya olishda «selektiv sirtlar»dan foydalanish mumkin. Selektiv sirtlar — ularga tushadigan va ulardan chiqadigan nurlanish to‘lqin uzunliklari orasidagi sezilarli farqdan foydalanadigan sirtlardir. Ular tushayotgan nurlanishning deyarli barchasini (96% gacha; Quyosh nuri uchun 350 dan 4000 nm gacha bo‘lgan to‘lqinlarni) yutadi, lekin o‘z issiqlik nurlanishining juda oz qismini (4–18% gacha; −40 °C dan 100 °C gacha haroratda 4000 dan 40 000 nm gacha bo‘lgan to‘lqinlarni) chiqaradi.
Buning uchun mis va rux oksidlari, shuningdek, alyuminiy va nikel birikmalaridan tayyorlangan qoplamalar ishlatiladi. Bunday sirtlar quyosh panellarining asosiy qismi bo‘lib, ishlab chiqaruvchilar ma’lumotiga ko‘ra, oddiy materiallarga nisbatan 50% gacha ko‘proq energiya yig‘ish imkonini beradi.
Derazalar
Uy-joylardagi nurlantirish qobiliyati past derazalar (Low-E) murakkabroq texnologiyaga ega, chunki ular issiqlik to‘lqin uzunliklarida kam nurlantirishi, shu bilan birga ko‘rinadigan yorug‘likni o‘tkazishi kerak. Bu ularga kunduzgi yorug‘likni o‘tkazib, issiqlikni qaytarish, tashqaridan sovuq yoki issiq kirishini cheklash va xona ichidagi haroratni saqlash imkonini beradi. Shisha deraza singari sirtlardan issiqlik uzatilishini kamaytirish uchun ularning ichki tomoniga nurlantirish qobiliyati past bo‘lgan shaffof, qaytaruvchi qoplama plyonkasi yopishtirilishi mumkin. Nurlantirish koeffitsiyenti past (low-E) qoplamalar — deraza sirtiga surtilgan metall birikmalarining mikroskopik yupqa qatlamlari bo‘lib, ular nurlanish orqali issiqlik oqimini kamaytirish hisobiga issiqlik uzatish koeffitsiyentini (U-factor) pasaytiradi. Bunday qoplama derazadan chiqib ketadigan nurlanish miqdorini kamaytiradi va xonada ko‘proq issiqlik saqlanishiga yordam beradi.
Nanotuzilmalar
Issiqlik nurlanishiga nisbatan spektral selektiv xususiyatlarga ega nanotuzilmalar energiya ishlab chiqarish va undan foydalanish samaradorligini oshirish uchun ko‘plab texnologik imkoniyatlar yaratadi. Masalan, fotoelektr elementlar va binolarni kunduz kuni nurlanish orqali sovitishda ulardan foydalanish mumkin. Bunday qo‘llanilishlar atmosferaning 8 dan 13 mikron. Shunday qilib, ushbu diapazonda kuchli nurlanadigan va osmonga yo‘naltirilgan selektiv nurlantiruvchi kosmosdan samarali issiqlik chiqarish muhiti sifatida foydalanish imkonini beradi, chunki uning nurlanishi atmosferadan deyarli to‘siqsiz o‘tadi.
Cho‘g‘lanma lampalar
Cho‘g‘lanma lampa tolani sezilarli miqdorda ko‘rinadigan issiqlik nurlanishi chiqaradigan haroratgacha qizdirib, yorug‘lik hosil qiladi. Volfram tolasi odatdagi 3000 K haroratda chiqaradigan nurlanishning faqat kichik qismigina ko‘rinadi, asosiy qismini esa infraqizil nurlanish tashkil etadi. Bu infraqizil nurlanish ko‘rishga yordam bermaydi, ammo atrof-muhitga issiqlik uzatadi. Shu sababli cho‘g‘lanma lampalar yorug‘lik manbai sifatida nisbatan samarasiz. Tola yanada qizdirilsa, samaradorlik ortgan bo‘lardi, biroq hatto eng qiyin eriydigan materiallardan biri bo‘lgan volframning erish harorati ham atigi 3695 K.
Samaraliroq yorug‘lik manbalari, masalan, lyuminessent lampalar va yorug‘lik diodlari (LED) cho‘g‘lanish hisobiga ishlamaydi.
Insonning issiqlik qulayligi

Inson tanasi samarali issiqlik nurlantiruvchidir: xona haroratida uning nurlantirish qobiliyati taxminan 97% ni tashkil etadi. Shu sababli uning atrofdagi sirtlarga beradigan yoki ulardan oladigan issiqlik miqdori o‘sha sirtlarning haroratiga kuchli bog‘liq. Masalan, xonadagi havo va devorlar harorati 22 °C bo‘lganda odam o‘zini qulay his qilishi mumkin. Ammo devorlar 5 °C gacha sovitilsa, ular inson chiqargan issiqlikni faol yuta boshlaydi. Shunda odam avvalgidek issiqlikni his qilishi uchun havo haroratini 27 °C gacha ko‘tarish talab etiladi.
Atrofdagi sirtlarni sovitish orqali issiqlik qulayligini oshiradigan turli texnologiyalar, shuningdek, shaxsiy isitish va sovitish qurilmalari ishlab chiqilgan. Infraqizil isitgichlar, bino devorlari, pollari va shiftlariga o‘rnatilgan suvli tizimlar hamda havo tizimlari bilan birlashtirilgan yechimlar keng qo‘llaniladi. Tadqiqotlar bunday tizimlar odatiy havo tizimlariga nisbatan energiyadan ancha samarali foydalanishini, shuningdek, odam uchun qulayroq bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.
Issiqlik qulayligini tavsiflashda «o‘rtacha radiatsion harorat» atamasi ishlatiladi. Bu inson va atrof-muhit orasidagi nurlanish orqali issiqlik almashinuvini miqdor jihatdan baholash ko‘rsatkichidir.
Kosmik apparatlar
Yaltiroq metall sirtlar ko‘rinadigan va uzoq infraqizil to‘lqin uzunliklari diapazonlarida past nurlantirish qobiliyatiga ega. Bunday sirtlar har ikki yo‘nalishda issiqlik uzatilishini kamaytirish uchun ishlatilishi mumkin. Bunga kosmik apparatlarni izolyatsiyalashda qo‘llaniladigan ko‘p qatlamli izolyatsiya, kosmik apparatlarni izolyatsiyalashda qo‘llaniladi.
Har qanday elektromagnit nurlanish, jumladan, issiqlik nurlanishi nafaqat energiya, balki impuls ham tashigani uchun u nurlantiruvchi yoki yutuvchi obyektlarga ta’sir etuvchi juda kichik kuchlarni ham hosil qiladi. Odatda bu kuchlarni e’tiborga olmaslik mumkin, lekin kosmik apparatlarning harakat yo‘nalishini hisoblashda ularni hisobga olish kerak. «Pioner» anomaliyasi — apparat harakati faqat gravitatsiya ta’siridan kutilgan trayektoriyadan biroz og‘ishi — oxir-oqibat apparatning o‘zidan chiqadigan nosimmetrik issiqlik nurlanishi bilan izohlangan. Xuddi shunday, asteroidlar orbitalari ham o‘zgaradi: asteroid Quyoshga qaragan tomonida Quyosh nurlanishini yutadi, aylanish natijasida esa qizigan sirt Quyosh ko‘rinishidan chiqib, energiyani boshqa burchak ostida qayta nurlantiradi (YORP effekti).
Inson salomatligi va xavfsizligiga ta’siri
Modda almashinuvi orqali haroratning boshqarilishi
Amaliy sharoitlarda, xona haroratida, odamlar energiyaning sezilarli qismini infraqizil issiqlik nurlanishi hisobiga yo‘qotadi; bundan tashqari, havo bilan issiqlik almashinuvi (unga hamroh bo‘ladigan konveksiya yoki yelvizak singari boshqa havo harakatlari bunga yordam beradi) orqali ham energiya yo‘qotiladi. Yo‘qotilgan issiqlik energiyasining bir qismi devorlar yoki atrofdagi boshqa jismlardan chiqadigan issiqlik nurlanishini yutish orqali qayta olinadi.
Inson terisining nurlantirish/yutish qobiliyati 1.0 ga juda yaqin (bu mutlaq qora jism xossalariga yaqin). Tana sirtining maydoni taxminan 2 m2 va harorati taxminan 307 K bo‘lgan inson uzluksiz ravishda taxminan 1000 Vt nurlantiradi. Agar odamlar harorati 296 K bo‘lgan sirtlar bilan o‘ralgan xonada bo‘lsalar, devorlar, shift va boshqa atrofdagi jismlardan taxminan 900 Vt energiyani qayta oladilar. Shunday qilib, sof issiqlik yo‘qotilishi 100 Vt bo‘ladi. Bu hisob-kitoblar kiyim kiyish kabi tashqi omillarga sezilarli darajada bog‘liq.
Och ranglar, shuningdek, oq va metall buyumlar tushayotgan ko‘rinadigan yorug‘likni kamroq yutadi, shuning uchun Quyosh nurlanishidan kamroq qiziydi. Biroq odatiy haroratlarda jismning atrof-muhit bilan issiqlik almashinuviga rangning ta’siri kam. Sababi, xona haroratida chiqadigan to‘lqinlarning aksariyati ko‘rinadigan spektrda emas, balki infraqizil diapazonda bo‘ladi. Bu to‘lqin uzunliklaridagi yutish qobiliyati ko‘rinadigan rangga bog‘liq yutish qobiliyati bilan deyarli bog‘liq emas. Uzoq infraqizil diapazonda ko‘pchilik obyektlar (metallardan tashqari) yuqori yutish qobiliyatiga ega. Shu sababli, Quyosh nurining bevosita ta’siri bo‘lmaganda, kiyim rangi issiqlik almashinuviga uncha ta’sir qilmaydi. Xuddi shunday, devor bo‘yog‘ining rangi ham, uning bo‘yalgan qismiga Quyosh nuri tushadigan holatlardan tashqari, issiqlik almashinuviga kam ta’sir etadi.
Kuyishlar
Issiqlik nurlanishi terining kuyishiga va yonuvchan materiallarning alangalanishiga sabab bo‘lishi mumkin. Nurlanish ta’sirida shikastlanishgacha o‘tadigan vaqt issiqlikning uzatilish tezligiga bog‘liq. Nurlanish issiqlik oqimi va uning ta’sirlari quyida keltirilgan:
| kVt/m2 | Ta’siri |
|---|---|
| 170 | Xonada yong‘in to‘liq rivojlangan bosqichda qayd etiladigan eng yuqori issiqlik oqimi |
| 80 | Shaxsiy himoya vositalarining (SHHV) issiqlikdan himoyalash samaradorligini sinash (TPP testi — Thermal Protective Performance). |
| 52 | Yog‘och tolali plita besh soniyada alangalanadi |
| 29 | Yog‘och ma’lum vaqt o‘tib alangalanadi |
| 20 | Turar joyning pol sathida umumiy alangalanish (flashover) boshlanishining odatiy chegarasi |
| 16 | Inson terisi: to‘satdan og‘riq va pufakchalar kuyish natijasida ikkinchi darajali pufakchalar 5 soniyadan so‘ng yuzaga keladi |
| 12.5 | Yog‘och yonuvchan uchuvchan moddalarni piroliz jarayonida chiqaradi |
| 10.4 | Inson terisi: 3 soniyadan so‘ng og‘riq, 9 soniyadan so‘ng ikkinchi darajali kuyish pufakchalari |
| 6.4 | Inson terisi: 18 soniyadan so‘ng ikkinchi darajali kuyish pufakchalari |
| 4.5 | Inson terisi: 30 soniyadan so‘ng ikkinchi darajali kuyish pufakchalari |
| 2.5 | Inson terisi: uzoq ta’sir etganda kuyishlar; odatda yong‘inni o‘chirishda uchraydigan nurlanish oqimi ta’siri |
| 1.4 | Quyosh nuridan. Quyoshda kuyish 30 daqiqa ichida yuz berishi mumkin. Biroq Quyoshda kuyish termik kuyish emas. Bunga hujayralarning ultrabinafsha nurlanish ta’sirida shikastlanishi sabab bo‘ladi.. |
Asosiy tamoyillar
Elektromagnit to‘lqinlar

Issiqlik nurlanishi issiqlik o‘tkazuvchanligi va konveksiyadan tubdan farq qiladi: u muhit bo‘lishini talab qilmaydi va, aslida, vakuumda eng samarali tarqaladi. Issiqlik nurlanishi elektromagnit nurlanish turi bo‘lib, ko‘pincha to‘lqinlarning tarqalishi sifatida modellashtiriladi. Bu to‘lqinlar chastota va to‘lqin uzunligi kabi odatiy xossalarga ega bo‘lib, ular quyidagi tenglama bilan bog‘lanadi:bunda — yorug‘lik tezligi — muhitdagi tezlik (vakuumda eng katta qiymatga erishadi).:769.
Nurlanish bilan yoritilganlik
Issiqlik nurlanishi bilan yoritilganlik — birlik vaqt ichida birlik yuzaga tushadigan nurlanish miqdoridir:771. U kvadrat metrga to‘g‘ri keladigan vattlarda o‘lchanadi. Tushayotgan nurlanish qaytarilishi, yutilishi yoki o‘tkazilishi mumkin. Tushayotgan nurlanish tarkibiy qismlari quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:bunda — yutish qobiliyati, — qaytarish qobiliyati, — o‘tkazish qobiliyati:772. Ushbu kattaliklar elektromagnit to‘lqinning uzunligiga hamda muhit materialining xossalariga bog‘liq.
Yutish va nurlantirish qobiliyati
Spektral yutish nurlantirish qobiliyatiga teng. Bu bog‘liqlik Kirxgofning issiqlik nurlanishi qonuni. Jism mutlaq qora jism deb ataladi, agar ushbu shart barcha chastotalar uchun bajarilsa. Bunda quyidagi formula qo‘llaniladi:Agar jismlar oq ko‘rinsa (ko‘rinadigan spektrdagi nurlanishni qaytarsa), bu ularning issiqlikning infraqizil diapazonidagi nurlanishni ham xuddi shunday qaytarishini (demak, chiqarmasligini) anglatmaydi. Akril va uretan asosidagi oq bo‘yoqlar xona haroratida mutlaq qora jismga nisbatan taxminan 93% nurlantirish samaradorligiga ega. Bu «qora jism» atamasi har doim obyektning ko‘z bilan ko‘riladigan rangiga mos kelmasligini ko‘rsatadi. «Qora rang — yuqori nurlantirish/yutish qobiliyati» qoidasiga bo‘ysunmaydigan bunday materiallarda nurlantirish/yutish qobiliyati, odatda, spektr bo‘yicha o‘zgaradi.
Qaytarish qobiliyati
Qaytarish qobiliyati boshqa xossalardan ikki yo‘nalishga bog‘liqligi bilan farq qiladi. Boshqacha aytganda, u nurlanishning tushish yo‘nalishiga ham, qaytish yo‘nalishiga ham bog‘liq. Shuning uchun haqiqiy sirtga muayyan yo‘nalishdan tushgan nurlanish spektrining qaytgan nurlari oldindan bashorat qilish qiyin bo‘lgan notekis shakl hosil qiladi. Amaliyotda sirtlar nurlanishni ideal ko‘zgusimon yoki diffuz tarzda qaytaradi, deb faraz qilinadi. Ko‘zgusimon qaytishda tushish va qaytish burchaklari teng bo‘ladi. Diffuz qaytishda nurlanish barcha yo‘nalishlarda bir xil qaytadi. Silliq va sayqallangan sirtlardan qaytishni ko‘zgusimon, g‘adir-budur sirtlardan qaytishni esa diffuz qaytishga yaqin deb hisoblash mumkin. Nurlanish tahlilida sirt notekisligining balandligi tushayotgan nurlanish to‘lqin uzunligidan ancha kichik bo‘lsa, sirt silliq deb qaraladi.
O‘tkazish qobiliyati
Nurlanishni o‘tkazmaydigan muhit () shaffof bo‘lmagan muhit deyiladi. Bunda yutish va qaytarish qobiliyatlarining yig‘indisi birga teng: :876
Nurlanish kuchi
Sirtdan chiqadigan nurlanish uning istalgan yo‘nalishida tarqalishi mumkin:773. Nurlanish ham sirtga istalgan yo‘nalishdan tushishi mumkin. Shu sababli sirtga tushadigan nurlanish miqdori nurlantiruvchi va qabul qiluvchi sirtlarning o‘zaro yo‘nalishiga bog‘liq. Nurlanish kuchi parametri bir sirtdan boshqasiga qancha nurlanish yetib borishini miqdoriy baholash uchun ishlatiladi.
Nurlanish intensivligi ko‘pincha sferik koordinatalar tizimi yordamida modellashtiriladi.:773.
Nurlantirish qobiliyati (energetik yorituvchanlik)
Nurlantirish qobiliyati — birlik yuzadan barcha to‘lqin uzunliklarida va barcha yo‘nalishlarda chiqadigan nurlanish quvvati bo‘lib, issiqlik oqimining:776 o‘lchovidir. Sirtning nurlantirish qobiliyati , yoki bilan belgilanadi va quyidagicha aniqlanadi:
,
bunda steradianlarda o‘lchanadi, esa sirtdan chiqadigan jami nurlanish miqdoridir.:776.
To‘liq nurlantirish qobiliyatini spektral nurlantirish qobiliyatini barcha mumkin bo‘lgan to‘lqin uzunliklari bo‘yicha integrallash orqali ham topish mumkin:776. U quyidagicha hisoblanadi:bunda — to‘lqin uzunligi. Spektral nurlantirish qobiliyatini spektral intensivlik asosida quyidagicha ham aniqlash mumkin: bunda spektral nurlantirish qobiliyati ham, nurlanish intensivligi ham to‘lqin uzunligining funksiyasidir.:776.
Mutlaq qora jism nurlanishi
«Mutlaq qora jism» — sirtidan qaytarmasdan o‘ziga tushayotgan barcha nurlarni yutish xususiyatiga ega jismdir.
Mutlaq qora jismlar ideal yutuvchi va nurlantiruvchi vazifasini bajaradigan ideallashtirilgan sirtlardir:782–783. Ular issiqlik nurlanishini tavsiflashda haqiqiy sirtlarni solishtirish uchun etalon hisoblanadi. Mutlaq qora jismning ikkita asosiy xossasi bor:
- Mutlaq qora jism tushayotgan barcha nurlanishni uning xossalaridan qat’i nazar to‘liq yutadi va uni to‘liq qayta chiqaradi.
- Mutlaq qora jism diffuz nurlantiruvchidir, ya’ni uning nurlanishi barcha yo‘nalishlarda bir xil va tekis taqsimlanadi.
Plank taqsimoti
Mutlaq qora jismning spektral intensivligi, , dastlab Maks Plank tomonidan aniqlangan. U to‘lqin uzunligi birligiga nisbatan Plank qonuni bilan quyidagicha ifodalanadi: Ushbu formula matematik jihatdan nurlantiruvchi obyekt bilan to‘liq issiqlik muvozanatida bo‘lgan kvantlangan elektromagnit maydondagi energiyaning spektral taqsimotini hisoblashdan kelib chiqadi. Plank qonuni nurlanadigan energiya harorat oshgani sari ko‘payishini ko‘rsatadi va yuqori haroratlarda nurlanish spektrining cho‘qqisi nima uchun qisqaroq to‘lqin uzunliklariga siljishini tushuntiradi. Shuningdek, qisqa to‘lqin uzunliklarida nurlanadigan energiya harorat oshishi bilan uzunroq to‘lqinlardagiga nisbatan tezroq ortishi aniqlanadi. Tenglama yarimshar sohasidagi barcha mumkin bo‘lgan chastotalar bo‘yicha cheksiz yig‘indi sifatida keltirib chiqariladi. Har bir fotonning energiyasi, , ushbu chastotada mavjud holatlar soni va har bir holatning egallanish ehtimoliga ko‘paytiriladi.
Stefan — Bolsman qonuni

ko‘ra. Mutlaq qora jismning spektral nurlantirish qobiliyatini topish uchun ham Plank formulasidan foydalanish mumkin. U quyidagicha ifodalanadi::784–785Mutlaq qora jismning to‘liq nurlantirish qobiliyati keyin quyidagicha hisoblanadi: Yuqoridagi integralni yechish mutlaq qora jismning to‘liq nurlantirish qobiliyati uchun nihoyatda ixcham tenglamani — Stefan — Bolsman qonunini beradi. U quyidagicha yoziladi:
bunda — Stefan — Bolsman doimiysi.
Vin siljish qonuni
To‘lqin uzunligi — berilgan haroratda nurlanish intensivligi eng katta bo‘ladigan qiymat — Vin siljish qonuni bilan quyidagicha aniqlanadi:bunda — 2897,8 ga teng Vin doimiysi, mikrometr.
Mutlaq qora bo‘lmagan sirtlarning nurlanishi
Mutlaq qora jism bo‘lmagan sirtlar uchun nurlantirish qobiliyati koeffitsiyentini hisobga olish zarur: — u, odatda, chastotaga bog‘liq bo‘ladi. Ushbu koeffitsiyentni nurlanish spektri formulasiga integrallashdan oldin ko‘paytirish kerak. Agar u chastotaga bog‘liq bo‘lmagan o‘zgarmas kattalik deb olinsa, chiqish quvvati uchun yakuniy formula ko‘paytuvchini o‘z ichiga oladi:
Nurlantirish/yutish qobiliyati chastotaga bog‘liq bo‘lmagan va ideal mutlaq qora jismnikidan past bo‘lgan bunday nazariy model kulrang jism:813.
deb ataladi. Nurlantirish qobiliyati chastotaga bog‘liq bo‘lsa, integrallangan quvvatning yechimi bu bog‘liqlikning funksional shakliga bog‘liq bo‘ladi, umuman olganda, oddiy ifodasi yo‘q. Amaliy jihatdan, jismning nurlantirish qobiliyati nurlanishning cho‘qqi to‘lqin uzunligi yaqinida deyarli o‘zgarmasa, kulrang jism modeli odatda ancha aniq natija beradi. Sababi, integralda nurlanish cho‘qqisi atrofidagi egri chiziqning ulushi ustunlik qilishga moyil.
Sirtlar orasidagi issiqlik almashinuvi
«Bo‘shliq» yoki «atrof-muhit»ni ham o‘z ichiga olgan bir guruh obyektlar orasidagi nurlanish orqali issiqlik almashinuvini hisoblash murakkab tenglamalar tizimini yechishni talab qiladi. Bunday hisoblashlarda masalaning geometrik konfiguratsiyasi «nurlanishning burchak koeffitsiyentlari» deb ataladigan sonlar to‘plamiga keltiriladi. Ular bir sirtdan chiqib boshqa muayyan sirtga tushadigan nurlanish ulushini ko‘rsatadi. Ushbu hisob-kitoblar quyosh issiqlik energetikasi, qozon va pechlarni loyihalash, shuningdek, nurlarni kuzatish (ray tracing).
asosidagi kompyuter grafikasida muhimdir. Bir sirtdan boshqasiga nurlanish orqali uzatiladigan natijaviy (sof) issiqlik birinchi sirtdan ikkinchisiga ketayotgan nurlanishdan ikkinchi sirtdan kelayotgan nurlanishni ayirish orqali topiladi.
- Mutlaq qora jismlar uchun 1-sirtdan 2-sirtga energiya uzatish tezligi quyidagiga teng:bunda — sirt maydoni, — energiya oqimi (sirtning birlik yuzasiga to‘g‘ri keladigan nurlanish tezligi), — 1-sirtdan 2-sirtga nurlanishning burchak koeffitsiyenti. Burchak koeffitsiyentlari uchun o‘zaro bog‘liqlik qoidasini hamda Stefan — Bolsman qonunini qo‘llash natijasida quyidagi ifoda olinadi:Manfiy qiymat natijaviy nurlanish orqali issiqlik almashinuvi 2-sirtdan 1-sirtga yo‘nalganini bildiradi.
- Yopiq bo‘shliq hosil qiladigan ikkita kulrang jism sirti uchun issiqlik almashinuvi tezligi quyidagiga teng:bunda va — sirtlarning nurlantirish qobiliyatlari.
Nurlanish orqali issiqlik almashinuvining formulalarini yanada aniq yoki murakkab fizik konfiguratsiyalar — masalan, parallel plastinalar, konsentrik sferalar va silindrning ichki sirtlari — uchun ham keltirib chiqarish mumkin.
O‘rganilish tarixi
Qadimgi Yunoniston
Olov yoqish uchun nurlarni jamlovchi linzalar haqidagi ma’lumotlar miloddan avvalgi taxminan 700-yildan ma’lum. Bunday linzalar to‘g‘risidagi ilk aniq eslatmalardan biri Aristofan «ning «Bulutlar» komediyasida uchraydi. U miloddan avvalgi 423-yilda yozilgan. Arximedning issiqlik nuri haqidagi afsonaga ko‘ra, Arximed hujum qilayotgan Rim kemalarini yoqish uchun issiqlik nurlarini jamlovchi ko‘zgular yaratgan, deb aytiladi. Bu Sirakuza qamali (miloddan avvalgi taxminan 213–212-yillar) paytida sodir bo‘lgan, deyiladi. Ammo buni tasdiqlovchi o‘sha davrga oid hech qanday manba topilmagan. «Katoptrika» — Yevklidga nisbat beriladigan, issiqlik olish uchun yorug‘likni qanday jamlash haqida yozilgan kitob. Biroq u milodiy 300-yilda yozilgan bo‘lishi ham mumkin.
Uyg‘onish davri
Uyg‘onish davrida Santorio Santorio ilk termoskoplardan birini ixtiro qilgan. 1612-yilda u Quyoshning qizdirish ta’siri hamda Oy issiqligini o‘lchashga urinishlari haqidagi natijalarni e’lon qilgan.
Bundan oldin, 1589-yilda Jambattista della Porta uzoqdagi shamdan chiqib, botiq metall ko‘zgu yordamida yuziga yo‘naltirilgan issiqlikni sezgani haqida xabar bergan. U qattiq muz bo‘lagidan keladigan sovuqlikni his qilganini ham yozgan. Della Portaning tajribasi tobora yuqori aniqlikda ko‘p marotaba takrorlangan. Uni astronomlar Jovanni Antonio Majini va Kristofer Heydon 1603-yilda takrorlagan. Shuningdek, tajribani bajarish bo‘yicha ko‘rsatmalar Rudolf II — Muqaddas Rim imperiyasi imperatoriga ham yetkazilgan va u 1611-yilda tajribani o‘tkazgan. 1660-yilda della Porta tajribasi Akademiya del Chimento olimlari tomonidan Ferdinand II, — Toskana buyuk gersogi ixtiro qilgan termometr yordamida takomillashtirilgan..
Ma’rifatparvarlik davri
1761-yilda Benjamin Franklin rang bilan issiqlik yutilishi orasidagi bog‘liqlikni o‘rganishga bag‘ishlangan tajribalari haqida maktub yozgan. U to‘q rangli kiyimlar Quyosh nuri ta’sirida och rangli kiyimlarga qaraganda ko‘proq qizishini aniqlagan. Tajribalaridan birida u quyoshli kunda qor ustiga turli rangdagi kvadrat mato parchalarini qo‘ygan. Ma’lum vaqt o‘tgach, qora parchalar boshqa rangdagilarga nisbatan qorga chuqurroq botganini kuzatgan. Bu qora mato eng ko‘p qizib, qorni ko‘proq eritganini ko‘rsatgan.
Kalorik nazariyasi

Antuan Lavuazye issiqlik nurlanishi jismni tashkil qilgan materialga emas, balki uning sirt holatiga bog‘liq deb hisoblagan. Lavuazye yomon nurlantiruvchini sirti sayqallangan yoki silliq modda deb ta’riflagan. Uning fikricha, bunday sirtning molekulalari bir tekislikda bir-biriga zich bog‘langan bo‘lib, ichkaridan chiqayotgan energiyaning qolgan qismini to‘sadigan issiqlik suyuqligi — kalorikning sirt qatlamini hosil qiladi. Yaxshi nurlantiruvchi sifatida esa g‘adir-budur sirtli moddani ko‘rsatgan, chunki undagi molekulalarning kichik qismigina kalorikni muayyan tekislikda ushlab qoladi va moddaning ichkarisidan ko‘proq issiqlik chiqishiga imkon beradi. Keyinchalik Benjamin Rumford kalorikning bunday harakati sovuqlik nurlanishini tushuntirish uchun yetarli emasligini aytgan; bu butun nazariyaga asosiy e’tirozlardan biriga aylangan.
Dastlabki ilmiy asarlaridan birida Ogyusten-Jan Frenel Isaak Nyutonning «Optika» asari fransuzcha tarjimasidan olgan fikriga munosabat bildirgan. Optika» Isaak Nyuton. Frenel Nyuton yorug‘lik zarralari fazoni to‘ldiruvchi kalorik muhiti to‘sqinligiga uchramasdan harakatlanishini tasavvur qilgan, deb o‘ylagan. Frenel bu qarashni (aslida Nyuton hech qachon bunday fikrni ilgari surmagan) rad etib, yoritilgan jismning harorati cheksiz ortib ketgan bo‘lar edi, degan.
Mark-Ogyust Piktening 1790-yildagi tajribasida ko‘zgular majmuasi sovuq jismdan keladigan «sovituvchi nurlar»ni jamlash uchun ishlatilganda termometr pastroq haroratni ko‘rsatgani qayd etilgan. Benjamin Rumford ham ushbu nazariyani qo‘llab-quvvatlagan. 1791-yilda Pyer Prevo — Piktening hamkasbi — barcha jismlar bir vaqtning o‘zida «kalorik nurlar» ko‘rinishida issiqlik chiqarishi va yutishini ta’kidlaydigan nurlanish muvozanati tushunchasini joriy qilgan. Jism atrofidagilardan sovuqroq bo‘lsa, chiqaradiganidan ko‘proq issiqlik yutadi va harorati muvozanatga erishguncha oshadi. Hatto muvozanat holatida ham jism issiqlik chiqarishda davom etadi, bunda yutilish va nurlanish bir-birini muvozanatlashtiradi.
Nurlanishning to‘lqin tabiati

XIX asr boshlarida olimlar issiqlik nurlanishi yorug‘lik bilan bir xil xossalarga ega ekanini ko‘rsatdilar. Taxminan o‘sha davrda Ogyusten-Jan Frenel yorug‘likning to‘lqin tabiatini isbotlab, yorug‘likning korpuskulyar nazariyasini rad etdi.
infraqizil nurlanishning kashf etilishi astronom Uilyam Gershelga nisbat beriladi. Gershel natijalarini 1800-yilda London Qirollik jamiyati oldida e’lon qilgan. Gershel Quyosh nurini sindirish uchun prizmadan foydalangan va spektrning qizil qismidan tashqarida termometr qayd etgan harorat ortishi orqali issiqlik nurlarini aniqlagan.
1804-yilda Jon Lesli turli qoplamali tomonlarga ega, issiq yoki sovuq suv bilan to‘ldirilgan kublar ustida tajribalar o‘tkazgan. Lesli kubi bilan o‘tkazilgan tajriba qora sirtlar kumushrang sirtlarga qaraganda ko‘proq radiatsiya (nurlanish) chiqarishini ko‘rsatgan.
Jozef Lui Gey-Lyussak 1820-yilda issiqlikning vakuumda tarqalish nazariyasini rivojlantirish issiqlikning yangi nazariyasini talab etishini yozgan.
1830–1832-yillar davomida Machedonio Melloni Leopoldo Nobili yordamida nurlanish issiqligini bir qator o‘lchashlar uchun termoko‘paytirgich yaratgan. Melloni nurlanish issiqligi yorug‘likdagi barcha xossalarga, jumladan, qaytish, sinish, difraksiya va qutblanish xossasiga ega ekanini ko‘rsatgan. Biroq Melloni 1847-yilgacha issiqlikning to‘lqin nazariyasini to‘liq qabul qilmagan.
Andre-Mari Amper 1832-yilda issiqlikning to‘lqin shaklida tarqalishi haqidagi ilk risola muallifi hisoblanadi; risola 1835-yilda kengaytirilgan. Amper kalorik nazariyasini to‘liq rad etmagan, biroq qulayroq bo‘lgani uchun to‘lqin nazariyasini afzal ko‘rgan. Biroq ushbu nazariya Fransiya Fanlar akademiyasi.
tomonidan salbiy kutib olingan. Issiqlik to‘lqin nazariyasi dastlab muvaffaqiyatga erishgan bo‘lsa-da, 1850-yillardan boshlab yetakchi olimlar issiqlikning mexanik ekvivalenti, termodinamika va gazlarning kinetik nazariyasi tushunchalarining rivojlanishi tufayli undan asosan voz kechdilar. 1851-yilda lord Kelvin yorug‘likning to‘lqin nazariyasini issiqlikning standart mexanik tavsifi tarkibidan chiqarib tashladi. U shunday yozgan:
Shunday qilib, ser Gemfri Devi asos solgan issiqlikning dinamik nazariyasi nurlanish issiqligiga ham tatbiq etiladi. Xususan, nurlanish issiqligining qutblanishi kabi hodisalarning kashf etilishi bo‘sh fazo yoki issiqlikni o‘tkazuvchi moddalar orqali tarqaladigan issiqlik hamma joyda mavjud muhitdagi ko‘ndalang tebranish to‘lqinlaridan iborat ekanini nihoyatda ehtimolli qiladi.
1860-yilda Gustav Kirxgof issiqlik muvozanatining matematik tavsifini (Kirxgofning nurlanish qonuni):275–301) e’lon qilgan. 1870-yillarning oxirida issiqlik nurlanishini o‘lchash asbobi — bolometr ixtiro qilingan va patenti Semyuel Lengli tomonidan olingan..
1884-yilga kelib ideal mutlaq qora jismning nurlantirish qobiliyati Yozef Stefan tomonidan Jon Tindalning tajriba o‘lchovlari asosida keltirib chiqarilgan. Shuningdek, Lyudvig Bolsman ham uni fundamental statistik tamoyillardan kelib chiqib hosil qilgan. Bu bog‘liqlik Stefan — Bolsman qonuni deb ataladi. 1893-yilda Vilgelm Vin tajribalar asosida Vin siljish qonunini ishlab chiqqan. Bu qonun muayyan haroratda mutlaq qora jism nurlanishining eng katta intensivligi qaysi to‘lqin uzunligiga to‘g‘ri kelishini ko‘rsatadi.
Kvant nazariyasi

Nurlanishning kvant nazariyasi ilk bor Maks Plank tomonidan 1900-yilda taklif qilingan. Unga ko‘ra, nurlantiruvchi chiqaradigan energiya uzluksiz emas, balki kvantlar shaklida mavjud bo‘ladi. Plank energiya to‘lqin nazariyasidagidek tebranish chastotasiga mos kvantlar ko‘rinishida chiqarilishini qayd etgan. Vakuumdagi elektromagnit to‘lqinning E elektromagnit to‘lqinining energiyasi vakuumda E = hf ifodasi bilan topiladi, bunda h — Plank doimiysi, f — uning chastotasi. Harorati yuqoriroq jismlar kattaroq chastotalarda nurlanadi va har bir kvantning energiyasi ham ortib boradi.
1924-yilda Satyendranat Boze Plank qonunini kvant foton gazi. Boze va Albert Eynshteyn foton sifatida bozon bo‘lib, u Boze — Eynshteyn statistikasiga bo‘ysunadi.
Yaqin maydonda
1953-yilda Sergey Ritov yaqin maydondagi issiqlik nurlanishini fluktuatsiya-dissipatsiya teoremasidan foydalanib o‘rganishga asos soldi. U issiqlik to‘lqini uzunligidan kichik masofalarda issiqlik uzatilishi mutlaq qora jism haqidagi Maks Plank nazariyasi belgilagan chegaralardan oshishi mumkinligini ko‘rsatdi. 1971-yilda Dirk Polder va Maykl van Xove Ritov ishlari asosida bir-biriga yaqin joylashgan jismlar orasidagi yaqin maydon nurlanishi orqali issiqlik almashinuvi haqida tadqiqot e’lon qildilar va uni tajriba qurilmalari bilan solishtirdilar.
Yaqin maydonda nurlanish orqali issiqlik almashinuvi
Nurlanayotgan elektromagnit to‘lqinning to‘lqin uzunligi bilan bir xil yoki undan kichik masofalarda Plank qonuni aniq natija bermaydi. Juda kichik va bir-biriga yaqin obyektlar uchun elektromagnit to‘lqinlarning kvant tunnellanishi nurlanish tezligiga sezilarli ta’sir qiladi.
Issiqlik manbai yoki sirtdan yanada kichik masofalarda murakkab elektromagnit hisoblarni o‘z ichiga olgan batafsilroq modeldan foydalanish zarur. Masalan, sirtlardan bir to‘lqin uzunligidan uzoq masofadagi uzoq maydon issiqlik nurlanishi, odatda, sezilarli darajada kogerent emas. Yaqin maydondagi issiqlik nurlanishi esa (ya’ni turli nurlanish to‘lqin uzunliklarining bir ulushiga teng masofalarda) vaqt bo‘yicha ham, fazo bo‘yicha ham ma’lum darajadagi kogerentlikni namoyon qilishi mumkin.
Plankning issiqlik nurlanishi qonuni so‘nggi o‘n yilliklarda nanometr o‘lchamidagi oraliq bilan ajratilgan jismlar orasidagi nurlanish orqali issiqlik almashinuviga oid bashoratlar va muvaffaqiyatli tajribalar natijasida shubha ostiga qo‘yildi. Bunday jarayonlar qonun bashoratlaridan sezilarli darajada farq qiladi. Bu farq ayniqsa nurlantiruvchi va yutuvchi sirtning sirt polyaritonlari modalarini qo‘llab-quvvatlaganda kuchli bo‘ladi (hatto bir necha darajali tartibga yetadi). Bunday modalar sovuq va issiq jismlarni ajratib turgan oraliq orqali bog‘lanishi mumkin. Biroq sirt polyaritonlari vositasidagi yaqin maydon nurlanishi orqali issiqlik almashinuvi afzalligidan foydalanish uchun ikki jismni mikronlar yoki hatto nanometrlar tartibidagi nihoyatda tor oraliqlar bilan ajratish talab etiladi. Bu cheklov amaliy qurilmalarni yaratishni ancha murakkablashtiradi.
Jismning issiqlik nurlanishi spektrini o‘zgartirishning yana bir usuli — nurlantiruvchining o‘lchamliligini kamaytirishdir. Bunday yondashuv elektronlarni kvant o‘ralarida, simlarda va nuqtalarda chegaralash tushunchasiga asoslanadi. Bu usul fotonlarning cheklangan holatlarini ikki va uch o‘lchamli potensial tuzoqlarda, jumladan, o‘ralar, simlar va nuqtalarda yaratish orqali issiqlik nurlanishini moslashtiradi. Bunday fazoviy chegaralash foton holatlarini jamlab, tanlangan chastotalarda issiqlik nurlanishini kuchaytiradi. Fotonlarni talab darajasida chegaralash uchun nurlantiruvchi obyektlar o‘lchami Plank qonuni bashorat qilgan issiqlik to‘lqini uzunligiga teng yoki undan kichik bo‘lishi kerak. Eng muhimi, issiqlik o‘ralari, simlari va nuqtalarining nurlanish spektri Plank qonuni bashoratlaridan nafaqat yaqin, balki uzoq maydonda ham farq qiladi. Bu esa ularning qo‘llanish sohasini sezilarli kengaytiradi.
Adabiyotlar
- Tashlikova-Bushkevich I. I. Fizika. O‘quv qo‘llanma. 2 qismda. 2-qism. Minsk, 2008.
Havolalar
- Issiqlik nurlanishi — Katta Sovet ensiklopediyasi.