Температура

Если система, включающая вещество и излучение, находится в термодинамическом равновесии, то кинетич. энергия частиц распределена согласно распределению Максвелла, распределение по возбужденным состояниям и состояниям ионизации определяется распределением Больцмана и формулой Саха, а спкетральная плотность энергии излучения распределена по частотам в соответствии с Планка законом излучения. Все эти формулы включают Т. в качестве параметра, причем во всех распределениях этот параметр одинаков.

Чаще, однако, в космич. объектах и в лабораторной плазме термодинамич. равновесие не имеет места, так что нек-рые из указанных распределений не выполняются. Во многих случаях оказывается возможным приближенно описывать распределение той же ф-лой, что при термодинамич. равновесии, но с др. параметром - т.н. эффективной Т. Введенные таким образом Т. в разных распределениях могут отличаться. Кинетическая Т. частиц определяется как параметр в распределении Максвелла; это может быть электронная температура или ионная температура (в зависимости от того, о распределении каких частиц идет речь). Парамеьр распределения Больцмана наз. Т. возбуждения, а параметр распределения Саха - ионизационной Т. Аналогично параметр в ф-ле Планка наз. Т. излучения.

Понятия Т. возбуждения и Т. ионизации используют и в более широком смысле. В плазме, далекой от термодинамич. равновесия, напр. в корональном пределе (см. Линейчатое излучение), распределение электронов по энергиям остается максвелловским с электронной темп-рой T_e. Распределения же по возбужденным состояниям и состояниям ионизации существенно отличается от ф-л Больцмана и Саха. Эти распределения даются ф-лами, содержащими T_e в качестве параметра. Если условия в источнике нестационарны (напр., остывающая плазма в остатке вспышки сверхновой), то ионизационное равновесие, соответствующее стационарному корональному пределу, не успевает установиться. Его можно приближенно описать стационарной ф-лой, но с эффективной "ионизационной" темп-рой T_Z < T_e.

Для описания излучения, спектр к-рого существенно отличается от планковского, используют понятия яркостной температуры T_b и цветовой температуры T_c. Первая определяет абс. величину интенсивности излучения наданной частоте, а вторая - зависимость интенсивности от частоты в сравнительно небольшом интервале частот, представляющем интерес в конкретной задаче. В радиоастрономии используют также понятия шумовой температуры и антенной температуры.

(Л.А. Вайнштейн, Д.А. Франк-Каменецкий)