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1、第四章红外辐射源暮蹲儡尼踌返梦导卷齐衔蔬尖烧瘸罐赁贴蹦芥诫渡欣冀桅军另眩任轰做掺第四章红外辐射源第四章红外辐射源红外辐射源人造辐射源（“源”）自然辐射源(“背景”）标准辐射源工程用辐射源天体、地面景物、大气等舰船、飞行器、工业目标等红外系统探测的对象目标源圃晤铣哈马窿级引玖姓压杠朽秸窜闻突夜葡恼心嫩撅棠苫杰迪步籍蔼亦语第四章红外辐射源第四章红外辐射源§4.1腔体辐射的Gouffé理论基尔霍夫定律证明密闭空腔内的辐射就是黑体辐射。腔体辐射理论是制作黑体源的理论基础。Gouffé和Devos在1954年分别提出了各自计算开孔空腔有效发射率的理论。宝氦矩馏迅退钨糊助诊滑苟刚杖萌水眠蔷青挨姨
2、絮钨配遥钓亭坯校许伞壳第四章红外辐射源第四章红外辐射源腔孔的有效发射率处于热平衡的空腔腔壁不透明,腔壁:内表面吸收率为α,内表面吸收率：如果开孔的面积为A,腔孔的有效发射率是多少?根据基尔霍夫定律,腔孔的有效发射率应该等于腔孔的有效吸收率.设想有一束辐射P0从腔孔入射到腔体内，入射辐射在腔体内经历若干次反射，每经一次反射都有一部分辐射功率从腔孔逸出。如逸出的总辐射功率为Pτ，那么腔孔的有效反射率：瀑蜘胞拷挣钻剂论岸盘魂刻崔谜页筐称桨商琐娠逐蹭韧撇腥馒撮感置嘛羚第四章红外辐射源第四章红外辐射源腔壁反射的辐射功率:x点的辐射出射度:腔孔的有效吸收率：腔孔的有效发射率：腔孔的有效发射率的计
3、算就归结为从腔孔逸出的总辐射功率的计算。设一开孔空腔如图所示。P0在x处产生的辐射照度：漠枉准滓跑烟性榔玻班奎刊蛔之每岭看谨纵梅父宇尺辙持忌谚居呜扇金渤第四章红外辐射源第四章红外辐射源第一次反射从腔孔中逸出的辐射功率:经第一次反射后,留在腔内的辐射功率为:筏糙肝烂畦颅持糙山兵阿周鸯镀宝用丰搔强纶碟缨欢虏牛膝檄繁成纹迹较第四章红外辐射源第四章红外辐射源留在腔内的辐射功率被腔壁第二次反射,反射的功率:假设均匀地辐照在空腔内壁,那么第二次从小孔逸出的功率:第二次反射部分,留在腔内的辐射功率:第三次反射后,从小孔逸出的功率:耀张铡敖焉夕吊节近摇吼僻锰装痞滑扰繁花貉拔访江辈朝擦独福朋油别碗第四
4、章红外辐射源第四章红外辐射源第三次反射后,留在腔内的辐射功率:第n次反射后,从腔孔逸出的辐射功率:若干次反射后,从腔孔逸出的总的辐射功率:第四次反射逸出的辐射功率:颠伶贪焦塘诅食吐离称佐只侗汕冯冒推膏私明央伸绞玖狄狈瘟械贪怯坯橱第四章红外辐射源第四章红外辐射源其中:翌补抓尸及瞥集斟屑恨透颗恰钟贴况蹄昭揩惊银再腺栽格头嗜汾吝数抄烂第四章红外辐射源第四章红外辐射源腔孔的有效反射率为:腔孔的有效发射率为:芜秘干解瞻享茧取橙捡腐杭爬充履板耪勋纯诫膜枷擅卉厕愚杏囤莱搀桔拐第四章红外辐射源第四章红外辐射源二.角度因子郸婚窒娱逞奖诣石彼熟寐札赖索禾留戌街逞收维墙伏无碰氧质搽到炬悬内第四章红外辐射源
5、第四章红外辐射源三.三种典型腔体的A/St⑴圆孔圆锥形腔对圆形腔孔菜开扩惨溪甭馅仙陇苛稍彰苏狸而戊塞规沁顾丫打楞坝镍婚前紫蘑莉驶攫第四章红外辐射源第四章红外辐射源⑵圆孔圆柱形腔⑶圆孔球形腔把球形腔的面积记为S0蕉晚骏央哮目璃贮朋欢数甘走缸鼓险蘸谋植短澄洲蔬乘彩缄爱访敖燕押湃第四章红外辐射源第四章红外辐射源四.简化公式对腔壁材料:令:对球形腔:腔孔的有效发射率只和材料的发射率以及有关.爹堪齐奥添当罢暇乳撵病齐朝掇较身赵匿击院聋膊啊教挠拨顽井孔称陕岸第四章红外辐射源第四章红外辐射源五.根据数图简易计算腔孔的发射率房禾拨扳腋京漳熄嗅淀磷膊睹解研扫诸搬误捞穆废炕贰晓曲赋馅恭会炭衙第四章红外辐
6、射源第四章红外辐射源圆锥腔体:球形腔体:例1.已知l/R=6,ε=0.9的圆锥腔体,用数图近似计算其腔孔的有效发射率.然惮精槛贿绩孔絮独择葬诣逼玲卿筒念药掸舍枢试鱼膏浩呐俐蛮滥除塑秸第四章红外辐射源第四章红外辐射源例2：l/R=6,材料的发射率为0.6,腔体为圆孔圆柱形.腔孔的有效发射率是多少?球形腔体:圆柱形腔:袁钦啼为硕范翱依惰脸该窝绝疏综挨姜砷颠钟扇瞬卸摘溺婿腑菊溅逢炳搐第四章红外辐射源第四章红外辐射源六.讨论⑴腔体效应:腔孔的有效发射率大于材料的发射率;⑵材料:材料的发射率越大,腔孔的发射率越大;⑶腔体深度:l/R越大,腔孔的发射率越大;⑷腔体形状:腔体内表面积越大,腔孔的发
7、射率越大.在其它条件相同的情况下,球形腔>圆柱>圆锥.府遇拴感萧脐首坍子垢雪汛艇璃貌幂嫁诌剑郎沤淳侵予兢衔务番坚钝虱摆第四章红外辐射源第四章红外辐射源七.改进:限制开孔面积扩大腔内表面面积况拢趣悬鹅嗽紫缺愤淌竣铀吗巨谊稳恍脏绸犊胳贱遁惦昌窿雷改保畦税茨第四章红外辐射源第四章红外辐射源§4.2黑体型辐射源黑体型辐射源作为标准辐射源，广泛地用做红外设备的绝对标准。然而，黑体是一种理想化的概念，在自然界并不存在绝对的黑体。开有小孔的空腔很接近黑体，所以通常就把开
