當(dāng)前位置:首頁 > 最新動態(tài)
最新動態(tài)
黑體、灰體和選擇性輻射體
發(fā)布時間:2014-10-22 11:08:56點擊數(shù):
比輻射率定義為輻射源的輻射出射度與具有同一溫度的黑體的輻射出射度之比。比輻射率是材料種類及表面磨光程度的函數(shù),它隨波長和材料溫度而變。根據(jù)熱輻射定律,可將全光譜的比輻射率寫成更普遍的表達(dá)式:
(1.4.18)
根據(jù)光譜比輻射率,可將輻射體分為三類:

圖1.12黑體、灰體和選擇性輻射體的比輻射率
1) 黑體或普朗克輻射體,其ελ=1;
2) 灰體,其ελ=常數(shù),但小于1;
3) 選擇性輻射體,ελ隨波長而變。

圖1.13同一溫度下三類輻射體的光譜輻射通量密度
由于黑體是最佳的熱輻射體,在同樣的溫度下,其總輻射通量或任意光譜區(qū)間的波段輻射通量都比其他輻射體大。因此,黑體的光譜分布曲線是各種輻射體光譜分布曲線的包絡(luò)線。
灰體的比輻射率是黑體的一個不變的分?jǐn)?shù),這是一個特別有用的概念。因為有些輻射源,如噴氣機(jī)尾噴管、氣動加熱表面、無動力空間飛行器、人體、大地及空間背景在有限的光譜區(qū)間內(nèi)都可視為灰體,并對大多數(shù)工程計算有足夠的準(zhǔn)確度。 紅外線測溫儀
噴氣發(fā)動機(jī)或火箭的尾焰是典型的選擇性輻射體。在燃?xì)饬髦?,主要的燃燒物是二氧化碳和水蒸汽,它們產(chǎn)生了特有的分子發(fā)射帶。二氧化碳強(qiáng)譜帶在4.3微米,較弱譜帶分別在2.7微米和15微米。水分子強(qiáng)譜帶靠近2.7微米和6.3微米。4.3微米二氧化碳發(fā)射帶的輻射強(qiáng)度約為2.7微米水分子發(fā)射帶強(qiáng)度的3倍。對各種火焰的測量表明,這個比值可以從2.5至10,主要與所用的材料有關(guān)。從探測角度看,考慮到太陽光線干擾和大氣透過,4.3微米二氧化碳發(fā)射帶也比2.7微米水分子發(fā)射帶更有用。
如按嚴(yán)格定義,黑體的比輻射率在全光譜范圍內(nèi)應(yīng)恒等于1,灰體的比輻射率應(yīng)恒等于一個常數(shù),幾乎所有材料都是選擇性輻射體。但許多材料在有限的光譜區(qū)間的輻射特性完全可看成灰體,這樣可以簡化計算。
(1.4.18)根據(jù)光譜比輻射率,可將輻射體分為三類:

圖1.12黑體、灰體和選擇性輻射體的比輻射率
1) 黑體或普朗克輻射體,其ελ=1;
2) 灰體,其ελ=常數(shù),但小于1;
3) 選擇性輻射體,ελ隨波長而變。

圖1.13同一溫度下三類輻射體的光譜輻射通量密度
由于黑體是最佳的熱輻射體,在同樣的溫度下,其總輻射通量或任意光譜區(qū)間的波段輻射通量都比其他輻射體大。因此,黑體的光譜分布曲線是各種輻射體光譜分布曲線的包絡(luò)線。
灰體的比輻射率是黑體的一個不變的分?jǐn)?shù),這是一個特別有用的概念。因為有些輻射源,如噴氣機(jī)尾噴管、氣動加熱表面、無動力空間飛行器、人體、大地及空間背景在有限的光譜區(qū)間內(nèi)都可視為灰體,并對大多數(shù)工程計算有足夠的準(zhǔn)確度。 紅外線測溫儀
噴氣發(fā)動機(jī)或火箭的尾焰是典型的選擇性輻射體。在燃?xì)饬髦?,主要的燃燒物是二氧化碳和水蒸汽,它們產(chǎn)生了特有的分子發(fā)射帶。二氧化碳強(qiáng)譜帶在4.3微米,較弱譜帶分別在2.7微米和15微米。水分子強(qiáng)譜帶靠近2.7微米和6.3微米。4.3微米二氧化碳發(fā)射帶的輻射強(qiáng)度約為2.7微米水分子發(fā)射帶強(qiáng)度的3倍。對各種火焰的測量表明,這個比值可以從2.5至10,主要與所用的材料有關(guān)。從探測角度看,考慮到太陽光線干擾和大氣透過,4.3微米二氧化碳發(fā)射帶也比2.7微米水分子發(fā)射帶更有用。
如按嚴(yán)格定義,黑體的比輻射率在全光譜范圍內(nèi)應(yīng)恒等于1,灰體的比輻射率應(yīng)恒等于一個常數(shù),幾乎所有材料都是選擇性輻射體。但許多材料在有限的光譜區(qū)間的輻射特性完全可看成灰體,這樣可以簡化計算。
