熱輻射的基本定律ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 12:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 dcA r r? ? ???定義： 單位可見面積發(fā)射出去的落在空間任意方向的單位立體角中的能量。 d ( , )d c os dIA??????2 定向輻射強度 I 可見面積： 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 位于球心地面上 ， 在任意方向 p看到的輻射面積不是 dA， 而是 dAcosθ 。 黑體輻射的定向輻射強度與方向無關 。 3 Lambert定律 (余弦定律 ) 黑體單位面積輻射出去的能量在空間的不同方向分布是不均勻的，其定向輻射力隨緯度角 ?呈余弦規(guī)律變化。 Lambert定律也稱為余弦定律。 黑體輻射能在空間不同方向上的分布不均勻：法向最大，切向最?。榱悖? d ( , ) d ( , )。 c o sd c o s d d dIIAA? ? ? ?????????蘭貝特（ Lambert）指出，黑體輻射的定向輻射強度是個常量，與空間方向無關。 222200d ( , )c os ddc os s i ns i n c osbbbbbEIAI d dI d dI??? ????? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ??? ? ?? ? ? ?????????黑體輻射力 E: 遵循蘭貝特定律的輻射，數(shù)值上其輻射力等于定向輻射強度的 π 倍。 １ 、 StefanBoltzmann定律 ：確定黑體輻射力 ２ 、 Planck定律 ：黑體輻射能量按波長分布規(guī)律 ３ 、 Lambert定律 ：黑體輻射能量按空間方向的分布規(guī)律 。 維恩位移定律 ：確定黑體的光譜輻射力峰值所對于的最大波長 。 黑體輻射定律小結(jié) 實際物體的輻射力 4TEEEb ?? ?? 固體和液體的輻射特性 實際物體的輻射力： 440 ()100bTE E T c? ?? ?? ? ?同溫度下，黑體發(fā)射熱輻射的能力最強，包括所有方向和所有波長。真實物體表面的發(fā)射能力低于同溫度下的黑體；因此定義發(fā)射率 (也稱為黑度 ) ? ： 相同溫度下，實際物體的輻射力與黑體輻射力之比 : 上面公式只是針對方向和光譜平均的情況，但實際上，真實表面的發(fā)射能力是隨方向和光譜變化的。 實際物體的光譜輻射力 實際材料表面的光譜輻射力不遵守普朗克定律，或者說不同波長下光譜發(fā)射率隨波長的變化比較大，并且不規(guī)則。 ε bEE? ? ??光譜發(fā)射率 ： 實際物體的光譜輻射力與黑體的光譜輻射力之比 光譜發(fā)射率 與實際物體的發(fā)射率之間的關系 04()ε bbEdEET??? ? ???? ?實際物體的輻射力不是與溫度嚴格地成四次方關系 ， 實用中用此關系 ， 修正系數(shù) ε 與 T有關 。 定向 發(fā)射率 ： 實際物體的定向輻射強度與黑體的定向輻射強度之比。 實際物體的定向輻射強度 ( ) ( )()()bbIIII???????定向輻射強度隨 θ 角的變化規(guī)律 漫射體：表面的定向發(fā)射率 ?(?)與方向無關，即定向輻射強度與方向無關，滿足上述規(guī)律的物體稱為漫射體，這是對大多數(shù)實際表面的一種很好的近似。 服從蘭貝特定律的輻射，定向發(fā)射率在極坐標上是個半圓。 幾種金屬導體在不同方向上的定向發(fā)射率 (? )(t=150℃ ) 從 θ ＝ 0℃ 開始 ， 在一定角度范圍內(nèi) ， 可認為是常數(shù) ，然后隨著角 θ 的增加而急劇地增大 。 在接近 θ ＝ 90℃ 的極小角度范圍內(nèi) ， 又減小 （ 在極小角度內(nèi) ， 圖中未表示出來 ） 幾種非導電體材料在不同方向上的定向發(fā)射率ε(? )(t=0～ ℃) ① θ ＝ 0～ 60℃ ,ε (? )基本不變； ② θ 60℃ ， ε (? )明顯減少； ③ θ ＝ 90℃ ， ε (? )降為 0 定向發(fā)射率與半球平均
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