打印 第三章 热辐射的基本规律ppt课件.ppt

《打印 第三章 热辐射的基本规律ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章热辐射的基本规律1以灰色表面（可视为灰体）的吸收率为0.3，当温度为20℃时，求它在每秒每平方厘米表面所发出的能量。如图所示的液氦低温恒温器，吸收靶面表面黑化，面积较大且紧挨着窗口，此液氦低温恒温器主要接受环境的辐射，环境温度为300K时，可接近看成黑体，其窗口面积为1cm-2.若液氦的汽化潜热为25.115J/g，则每分钟消耗多少液氦？液氦靶面窗口23、（1）一半径为R0的球，由忽略热传导的绳子悬在一大的空腔内，腔壁的发射率为1并保持温度为T，球的发射率为ε0，球由电功率P0加热，问球的平衡温度T0是多少？（2）现有一个与球同心的金属球壳放在球和空腔之间，球壳的半径为R

2、1，发射率是ε1，入射到球壳上的辐射一部分被球壳吸收，另一部分被球壳镜面反射，假设球和球壳均为朗伯体，则球壳的平衡温度T1是多少？此时球的温度是多少？3黑体在某一温度时的辐射出射度为5.67×104W/m2，试求这时光谱辐射出射度最大值所对应的波长λm。把一个温差热电堆放在一个有小圆孔的炉子附近，当炉温为2000K时，把热电堆移至炉孔附近适当位置处，使炉孔对热电堆所张的立体角与太阳对热电堆所张的立体角相等，则检流计的偏转约等于热电堆放在太阳照射下的1/80。若热电堆的响应是线性的，试求太阳表面的大致温度。（注，将炉孔发出的辐射视为黑体辐射）4引言热辐射——红外辐射概念：物体以自身

3、温度而向外发射能量称热辐射，亦称温度辐射。在光学范畴内，在可见光范围内的辐射一般称为发光，在红外部分通常称为辐射。红外辐射的发射和接收是都热交换。红外技术的应用都是基于热交换的。5发光分三种光致发光（泵浦）电致发光化学发光（鬼火）放电激发辉光放电弧光放电6普雷夫定则：在单位时间内，如果两个物体吸收的能量不同，则它们发射的能量也不同。即在单位时间内，一个物体发出的能量等于它吸收的能量。普雷夫定则小实验7§3-1基尔霍夫定律发射本领：即物体的辐射出射度M，通常写成MλT，因为M=f（λ、T）吸收本领：即物体的吸收比α，α也与波长和温度有关，故写成αλT。二者之间关系（称为基尔霍夫定律

4、）8如果有三个物体，则即所有的物体，它们的发射本领与发射本领之比都是相同的一个常数（在相同温度、相同波长条件下）。式中MbλT——黑体的辐射出射度。αbλT——黑体的吸收比，αbλT=1（黑体的定义）9基尔霍夫定律的描述：在给定温度下，对某一波长来说，物体的吸收本领和发射本领的比值与物体本身的性质无关，对于一切物体都是恒量。即MλT/αλT对所有物体都是一个普适函数（即黑体的发射本领），而MλT和αλT两者中的每一个都随着物体而不同。“发射大的物体必吸收大”，或“善于发射的物体必善于接收”，反之亦然。10关于基尔霍夫定律的说明：1．基尔霍夫定律是平衡辐射定律，与物质本身的性质无关

5、，（当然对黑体也适用）；2．吸收和辐射的多少应在同一温度下比较，（温度不同时就没有意义了）；3．任何强烈的吸收必发出强烈的辐射，无论吸收是由物体表面性质决定的，还是由系统的构造决定的；4．基尔霍夫定律所描述的辐射与波长有关，不与人眼的视觉特性和光度量有关；5．基尔霍夫定律只适用于温度辐射，对其它发光不成立。11§3-2黑体及其辐射定律黑体是一个抽象的概念，可以从几个方面认识：1、（理论上讲）ɑ=1的物体。全吸收，没有反射和透射。2、（结构上讲）封闭的等温空腔内的辐射是黑体辐射。3、（从应用角度）如果把等温封闭空腔开一个小孔，则从小孔发出的辐射能够逼真地模拟黑体辐射。这种装置称为黑

6、体炉。12黑体的应用价值（实用意义）：1.标定各类辐射探测器的响应度；2.标定其他辐射源的辐射强度；3.测定红外光学系统的透射比；4.研究各种物质表面的热辐射特性；5.研究大气或其他物质对辐射的吸收或透射特性。主要做光源（辐射源）13普朗克公式：Mbλ——黑体的光谱辐射出射度c——真空光速c1——第一辐射常数c1=2πhc2=3.7418×10-16W·m2c2——第二辐射常数c2=hc/k=0.014388m·Kh——普朗克常数6.626176×10-34J·sk——波尔兹曼常数1.38×10-23J/K1415曲线的说明（黑体的辐射特性）：Mbλ随波长连续变化。对应某一个温度

7、就有固定的一条曲线。（一旦温度确定，则Mbλ在某波长处有唯一的固定值）温度越高，Mbλ越大。（全辐射出射度Mb是曲线下面积）随着温度T的升高，Mbλ的峰值波长向短波方向移动。（T再高就可见了）黑体的辐射特性只与其温度有关，与其它参数无关。黑体辐射亮度与观察角度无关。16普朗克公式在以下两种极限条件下的情况：（1）当c2/（λT）＞＞1时，即hc/λ＞＞KBT，此时对应短波或低温情形，普朗克公式中的指数项远大于1，故可以把分母中的1忽略，这时普朗克公式变为这就是维恩公式，它仅适用于