傳熱學(xué)8熱輻射基本定律(編輯修改稿)
2025-06-18 13:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ???? ?? ?能量份額 Fb(0λ)可以表示為單一變量 λT的函數(shù)，即 例題 8 83 P214 平面角： θ =s/r [rad]（ 弧度 ） 式中： 弧長 s、 半徑 r。 立體角： ω =Ac/r2 式中： Ac— 半球體表面被立體角切割的 面積 ， r— 球體的半徑。 對 半球 ， 面積為 2π r2,立體角為 2π [sr](球面度 )。 （ 3） 蘭貝特定律 ?輻射力 （ 定義 ） 沒有指明在半球空間不同方向上的能量分布 。 ?為了說明輻射能量在空間 不同方向 上的分布規(guī)律 ， 引入 定向輻射強度 的概念 ?（ 1） 定向輻射強度 ?① 先引入 立體角 的概念 微元立體角： dω = dAC/r2 式中： dAC— 半球體表面被微元立體角切割的面積 ， dAC=rdθ .rsinθ dβ dω =sinθ dθ dβ 式中： θ — 緯度角 ， β— 經(jīng)度角 。 ?緯度指緯線上的點與球心連線和赤道面線面所成的角 ?經(jīng)度是指經(jīng)線所在半平面與本初子午線所在半平面所成的二面角的平面角 ,是面面所成的角 計算微元立體角的幾何關(guān)系 θ— 緯度角， ?— 經(jīng)度角 定向輻射強度 ?任意微元表面在空間 指定方向上發(fā)射出的輻射能量的強弱，首先必須在 相同 的立體角 的基礎(chǔ)上比較才有意義。 ?在 不同方向 上所能看到的 輻射面積 是不一樣的。 ?微元輻射面 dA在任意方向 p 看到的輻射面積不是 dA，而是dAcosθ 。 ?所以， 不同方向上 輻射能量的強弱，還要在 相同的可見輻射面積 的基礎(chǔ)上才能作出合理的比較。 定向輻射強度的定義圖 ?定義 ： 單位時間內(nèi) 、 單位 可見 輻射面積 、 在 給定方向 上 、 單位立體角 內(nèi)發(fā)射的全波長輻射量稱為 定向輻射強度 ， 記為 I ?與輻射面法向成 θ 角方向上的定向輻射強度 I(θ )為 ?定向輻射強度的單位 是 w/()。 ?單色定向輻射強度 ：在波長附近的單位波長間隔內(nèi)的定向輻射強度 2θλ ,θd W /( m sr μ m )dII?? ? ?2θ λ ,θ0d W /( m s r )II ?????? ? ? ?22 2θd , d , W /( m s r )d d d d c o sI AA? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? （ 2）蘭貝特定律 ?理論上證明 ， 黑體輻射的 定向輻射強度 與 方向無關(guān) 。 ?在半球空間的各個方向上的定向輻射強度相等：I(θ )= I=常量 ?定向輻射強度與方向無關(guān) 的規(guī)律稱為 蘭貝特定律 。 ?黑體符合蘭貝特定律 。 對于服從蘭貝特定律的輻射 : ? ? )c o s ()(2 ???? Id A ddE ????單位輻射面積發(fā)出的輻射能，落到空間不同方向單位立體角內(nèi)的能量的數(shù)值不同，其值正比于該方向與輻射面法線方向夾角的余弦，所以 蘭貝特定律又稱余弦定律 ?定向輻射力 ： 單位時間內(nèi) 、 單位輻射面積 、在 給定方向 上、 單位立體角 內(nèi)發(fā)射的全波長輻射量： ?余弦定律表明，黑體的輻射能在空間 不同方向 的分布是不均勻的： 法線方向最大，切線方向為零 。 ?對于 服從蘭貝特定律的輻射 ，其定向輻射強度 I與輻射力 E之間有如下關(guān)系： 輻射力等于定向輻射強度的 π 倍。 2θ2c o s d W /mEI?????? ? ???? dds i ndd 2 ?? r A2 π π / 22θθ00c o s s in d d π W /mE I I??? ? ? ???????黑體能量按波長的分布 —— 普朗可定律 黑體的輻射力 —— 斯蒂芬 — 玻爾茲曼定律 黑體能量按空間的分布 —— 蘭貝特定律 單色輻射力的峰值 —— 維恩位移定律 例題 84 p216 KmT ?? ?? a x1)(512 ???Tcb ecE???? ? )c o s (?? IE ?4TEb ????IE b ?167。 83 實際 固體和液體的輻射特性 1 基本概念 ?（ 1） 單色發(fā)射率 ?實際物體的單色輻射力往往 隨波長作不規(guī)則的變化 。 ?單色發(fā)射率 定義 ：實際物體的單色輻射力與 同溫下黑體 的單色輻射力的比值。 ????bEE?)(（ 2） 發(fā)射率， 又稱為 黑度 ?定義： 實際物體的輻射力與 同溫下黑體輻射力 的比值 40)(TdEEE bb ????? ???
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