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会计学7.1热辐射现象(xiànxiàng)的基本概念2、特点(tèdiǎn)7.1.2从电磁波的角度描述(miáoshù)热辐射的特性2、电磁波的波谱(bōpǔ)红外辐射(fúshè)的应用当热辐射投射到物件上时,遵循(zūnxún)着可见光的规律,其中部分被物体吸收,部分被反射,其余则透过物体。对于(duìyú)大多数的固体和液体:(2)固体(gùtǐ)表面的两种反射为研究辐射特性可提出以下(yǐxià)理想辐射模型:黑体:α=1ρ=0τ=0;白体:α=0ρ=1τ=0;透明体:α=0ρ=0τ=1热辐射能量(néngliàng)的表示方法E、Eλ关系(guānxì):7.2.1Stefan-Boltzmann定律(dìnglǜ)式中,λ—波长,m;T—黑体温度,K;c1—第一辐射(fúshè)常数,3.7419×10-16Wm2;c2—第二辐射(fúshè)常数,1.4388×10-2WK;Planck定律(dìnglǜ)的图示λm与T的关系(guānxì)由Wien位移定律给出:【解】应用Wien位移定律T=2000K时max=2.910-3/2000=1.45mT=5800K时max=2.910-3/5800=0.50m常见物体最大辐射力对应的波长(bōcháng)在红外线区太阳辐射最大辐射力对应的波长(bōcháng)在可见光区在实际中,有时需求出某一特定波长的辐射能量(néngliàng)。如图中的在1和2之间的线下面积。黑体在波长λ1和λ2区段内所发射的辐射力:黑体(hēitǐ)辐射函数【例】试求温度为3000K和6000K时的黑体辐射(fúshè)中可见光所占的份额。定义:立体角为一空间角,即被立体角所切割的球面面积除以球半径的平方(píngfāng)称为立体角,单位:sr(球面度)。定义:单位可见面积(miànjī)发射出去的落在空间任意方向的单位立体角中的能量。3Lambert定律(dìnglǜ)(余弦定律(dìnglǜ))黑体(hēitǐ)辐射力E:1、Stefan-Boltzmann定律:确定黑体辐射力2、Planck定律:黑体辐射能量按波长分布规律3、Lambert定律:黑体辐射能量按空间方向的分布规律。维恩位移定律:确定黑体的光谱(guāngpǔ)辐射力峰值所对于的最大波长。7.3.1实际(shíjì)物体的辐射力7.3.2实际(shíjì)物体的光谱辐射力光谱发射率:实际(shíjì)物体的光谱辐射力与黑体的光谱辐射力之比定向发射率:实际物体(wùtǐ)的定向辐射强度与黑体的定向辐射强度之比。几种金属导体在不同方向(fāngxiàng)上的定向发射率()(t=150℃)几种非导电体材料(cáiliào)在不同方向上的定向发射率ε()(t=0~93.3℃)2、定向(dìnɡxiànɡ)发射率与半球平均发射率间的关系3、影响物体(wùtǐ)发射率的因素对应于黑体的辐射力Eb,光谱辐射力Eb和定向辐射强度L,分别引入了三个修正(xiūzhèng)系数,即发射率,光谱发射率()和定向发射率(),其表达式和物理意义如下投入辐射:单位(dānwèi)时间内投射到单位(dānwèi)表面积上的总辐射能1、光谱吸收比:物体吸收某一特定波长(bōcháng)的辐射能的百分数称为光谱吸收比,也叫单色吸收比。光谱吸收比随波长(bōcháng)的变化体现了实际物体的选择性吸收的特性。物体的光谱吸收比随波长而异的这种特性称为(chēnɡwéi)物体的吸收具有选择性。根据前面(qiánmian)的定义可知,物体的吸收比除与自身表面性质的温度有关外,还与投入辐射按波长的能量分布有关。设下标1、2分别代表所研究的物体和产生投入辐射的物体,则物体1的吸收比为如果投入辐射来自黑体,由于,则上式可变为图8-19物体表面对黑体辐射的吸收(xīshōu)比与温度的关系材料自身温度T1为294K灰体:光谱吸收比与波长无关的物体称为灰体。此时(cǐshí),不管投入辐射的分布如何,吸收比都是同一个常数。发射辐射(fúshè)与吸收辐射(fúshè)二者之间的联系:最简单的推导是用两块无限大平板间的热力学平衡方法。如图所示,板1时黑体,板2是任意物体,参数分别为Eb,T1以及E,,T2,则当系统处于热平衡时,有在热平衡条件(tiáojiàn)下,任何物体的辐射和它对来自黑体辐射的吸收比的比值,恒等于同温度下黑体的辐射力。该式说明,在热力学平衡状态下,物体的吸收率等与它的发射率。但该式具有如下限制(xiànzhì):整个系统处于热平衡状态;投射辐射源必须是同温度下的黑体。漫射灰体为了将Kirchhoff定律(dìnglǜ)推向实际的工程应用,人们考察、推导了多种适用条件,形成了