最新812辐射基本概念定律解析幻灯片.ppt

《最新812辐射基本概念定律解析幻灯片.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、812辐射基本概念定律解析本章作业8-4、8-9、8-17、8-23发射辐射能是各类物质的固有特性。物质是由分子、原子、电子等基本粒子组成，当原子内部的电子受激和振动时，产生交替变化的电场和磁场，发出电磁波向空间传播，这就是辐射。由于激发的方法不同，所产生的电磁波波长就不相同，它们投射到物体上产生的效应也不同。辐射的基本概念当热辐射投射到物体表面上时，一般会发生三种现象，即吸收、反射和穿透。2.物体对热辐射的吸收、反射和穿透对于大多数的固体和液体：对于不含颗粒的气体：对于黑体：镜体或白体：透明体：121=2黑体辐射的基本定律1.黑

2、体概念黑体：是指能吸收投入到其面上的所有热辐射能的物体，是一种科学假想的物体，现实生活中是不存在的。但却可以人工制造出近似的人工黑体。8-10、一等温空腔的内表面为漫射体，并维持在均匀的温度。其上有一个面积为0.02㎡的小孔，小孔面积相对于空腔内表面积可以忽略。今测得小孔向外界辐射的能量为70W，试确定空腔内表面的温度。如果把空腔内表面全部抛光，而温度保持不变，问这对小孔向外的辐射有何影响？带有小孔的温度均匀的空腔就是黑体模型。就辐射特性而言，小孔具有和黑体表面一样的性质，制造空腔材料本身的吸收比的大小对黑体模型没有影响。在这样的等温空腔

3、内部，辐射是均匀而各向同性的，空腔内表面的辐射就是同温度下黑体的辐射，不管空腔壁面自身的辐射特性如何。辐射力E：单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。也称为半球总辐射力，(W/m2)；光谱辐射力Eλ：单位时间，单位波长范围内(包含某一给定波长)，物体的单位表面积向半球空间发射的能量。也称半球光谱辐射力，(W/m3)；显然，E和Eλ之间具有如下关系：定向辐射力EΩ：单位时间内，物体的单位表面积向某个方向发射的所有波长的能量总和。也称为半球总辐射力，(W/m2)；辐射能量的表示方法3黑体辐射的三个基本定律及其相关性质

4、式中，λ—波长，m；T—黑体温度，K；c1—第一辐射常数，3.742×10-16Wm2；c2—第二辐射常数，1.4388×10-2WK；(1)Planck定律：黑体的光谱辐射力随着波长的增加先增大后减小；对于任意波长，温度越高，黑体的光谱辐射力越强；同一温度下，光谱辐射力存在一个峰值；温度升高，峰值向短波移动。某一温度下的Ebλ有一个最大值，对应波长为λm，λm与T的关系由Wien位移定律给出，利用光学仪器测得某黑体表面最大光谱辐射力的波长后，可以算出该黑体表面的温度(2)Stefan-Boltzmann定律：它给出了黑体辐射力E与热

5、力学温度的依变关系。式中，σ=5.67×10-8w/(m2K4)，是Stefan-Boltzmann常数。随着温度的上升，辐射力急剧增加黑体辐射能按波段分布实际问题中，有时需要确定某一特定波长范围内的辐射能量，即黑体在波长λ1和λ2区段内所发射的辐射力黑体辐射函数:黑体在0—λ波长范围内发出的辐射能在其辐射力中所占的份额。解释金属加热时的颜色变化：随着金属温度的升高，可见光部分的能量所占的比例逐渐加大。在500℃以下，金属发出的基本都是红外线，因此呈原色；到600℃以上，随着温度升高，金属相继呈暗红、红、黄，温度超过1300℃时开始发白

6、。有趣的辐射——辐射理论和公式的应用计算温度为3800K的黑体的最大光谱辐射力所对应的波长。黑体温度在3800K以下时，其峰值波长处在红外线段。所以，在一般工程中所遇到的辐射换热，基本都属于红外辐射。测得对应于太阳最大单色辐射力的峰值波长约为0.5μm若太阳可以近似作为黑体看待，求太阳的表面温度。太阳表面温度约5797K，其峰值波长处于可见光波段，且在可见光波段太阳辐射能量占总辐射能的44.63%，红外线波段的辐射能量占总辐射能量的45.45%。可见，太阳辐射能量绝大多数是可见光和红外线。Ultraviolet阳光中不同波长的紫外线对皮肤

7、会造成不同程度的伤害，波长越短，伤害越重。据此，可将紫外线为为UVA、UVB和UVC三种。UVA为长波紫外线，长期作用于人的皮肤，可造成皮肤弹性降低、皱纹增多和老化加速等的伤害。在日常生活中，不论在室外曝晒，还是在室内被强光源照射，皮肤都会在不知不觉中受到紫外线A的影响，所以UVA也称为“生活紫外线”。UVB为中波紫外线，它对人体有利的方面是能促进机体生成维生素D，有利于钙的代谢，同时它也刺激皮肤生成大量黑色素，使皮肤要黑，以增加皮肤对紫外线的抵抗力。但过度曝晒，UVB会损害表皮的结缔组织，使皮肤发生红斑反应，造成表皮层增厚和老化，甚至形

8、成皮肤癌。当人们在海滨、泳池、山顶等地休闲游玩时，长时间曝晒，紫外线B对皮肤的伤害最明显，所以有人称之为“休闲紫外线”。UVC一般能被大气中的臭氧层吸收，很少到达地面。少部分到达地面的那部分，