光電子技術(shù)chappt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 04:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （ 1）輻射本領(lǐng) Me(?,T) 光電子技術(shù)（ 2） 光電子技術(shù)（ 2） 描述物體熱輻射能力，物體的輻射本領(lǐng)用它的光譜輻射出射 度表示： dATdTM ee),(),( ?? ??（ 2）吸收本領(lǐng) ?(?,T) 描述物體吸收輻射的能力，定義為物體吸收的在 ?到 ?+d?范 圍的輻射通量與入射的同一光譜范圍的輻射通量之比： )()(),( *????eeT???光電子技術(shù)（ 2） 通常， Me(?,T)和 ?(?,T)的分布不僅隨 T變化，而且隨物體的 性質(zhì)而變化，并且變化可能千差萬別，然而，基爾霍夫定律 表明： 任何物體的發(fā)射本領(lǐng)與其吸收本領(lǐng)之比是一個與物體 性質(zhì)無關(guān)的普適函數(shù)，這個普適函數(shù)只依賴 ?和 T兩個變量。 即： 普適函數(shù)?? ),(),( ),( TfT TM e ??? ?這個普適函數(shù)就是黑體的輻射分布公式，它困擾了 19世紀(jì)的科 學(xué)。同時導(dǎo)致了量子力學(xué)的誕生。 能量量子化正是普朗克為了 導(dǎo)出與黑體熱輻射實驗結(jié)果一致的理論公式過程中提出來的 。 光電子技術(shù)（ 2） 黑體輻射 （ 1）、黑體 黑體指吸收本領(lǐng) ?(?,T)恒為 1的熱輻射體。 定義物體的發(fā)射率為物體的輻射本領(lǐng)與黑體的輻射本領(lǐng)之比： ),(),( ),(),( TTM TMTebe ?????? ??上式表明好的發(fā)射體也是好的吸收體，同時也表明實驗上只需 測量發(fā)射率或吸收本領(lǐng)之一，通常對發(fā)光源測量發(fā)射率較方便， 而不發(fā)光的物體，測量吸收本領(lǐng)較方便。 （ 2）黑體輻射本領(lǐng) — 普朗克輻射公式 光電子技術(shù)（ 2） 式中 C1=2?hc2=(?)*1016 W m2 C2=c h/k=( ?)*102 m K 1251 ]1)[ ex p (),(?? ??TCCTMeb ???黑體輻射性質(zhì)：（ 1）單峰結(jié)構(gòu)；（ 2）輻射能量隨溫度增加， 存在關(guān)系 Meb(T)=?T4；（ 3）峰值波長隨溫度升高藍(lán)移，存在 關(guān)系 ?mT=a=2898?m K。 熱輻射體分類 分為黑體、灰體和選擇輻射體 光電子技術(shù)（ 2） 色溫和相關(guān)色溫 色溫是用黑體的溫度來標(biāo)度普通熱輻射源的溫度。 色溫：如果熱輻射體的光色與溫度為 T的黑體的光色完全一樣， 則稱該熱輻射體的色溫為 T； 相關(guān)色溫：如果熱輻射體的光色與溫度為 T的黑體的光色最接近， 則稱 T為該黑體的相關(guān)色溫。 二、常用熱輻射光源 白熾燈 鎢絲加熱發(fā)光，玻殼內(nèi)充氬或氮汽。 特點：電流大、溫度高、色溫高，顯色性好，正電阻性。 光電子技術(shù)（ 2） 缺點：鎢蒸發(fā)損耗，壽命短，玻璃殼變黑，光通量降低 鹵鎢燈 在白熾燈中改充鹵素元素氣體，如 Br2， I2等，鹵素與鎢反應(yīng)： W+X2 WX（氣態(tài)） T+ T 燈絲附近溫度高，鎢蒸汽壓高，抑制鎢蒸發(fā)。在玻璃殼附近， 溫度較低，形成 WX，阻止鎢沉積在玻璃殼上而損耗。所以， 鹵鎢反應(yīng)抑制了鎢損耗，延長了鎢絲的壽命。 與白熾燈比較，鹵鎢燈特點：（ 1）體積??；（ 2）光通量穩(wěn) 定。（ 3）光效率高， 2030流明 /瓦；（ 4）色溫高，達 3300K； （ 5）壽命長。 光電子技術(shù)（ 2） 標(biāo)準(zhǔn)照明體 標(biāo)準(zhǔn)光源 標(biāo)準(zhǔn)照明體指特定的光譜功率分布。 CIE針對不同的用途定義了不同的標(biāo)準(zhǔn)照明體，其中常用的三 種標(biāo)準(zhǔn)照明體為： 標(biāo)準(zhǔn)照明體 A：溫度為 2856K的黑體所發(fā)出的光譜 標(biāo)準(zhǔn)照明體 B：相關(guān)色溫約為 4874K的直射陽光的光譜 標(biāo)準(zhǔn)照明體 C：相關(guān)色溫為 6774K的平均日光的光譜 標(biāo)準(zhǔn)光源指實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的發(fā)光源。常用標(biāo)準(zhǔn)光源有三種 （ 1）黑體 光電子技術(shù)（ 2） 根據(jù)黑體輻射本領(lǐng)可得其輻射亮度， 1251 ]1)[ e x p (),(),( ?? ???TCCTMTL beeb ??????由此輻射公式可得各種色溫的光譜功率分布，因此，它是初級 標(biāo)準(zhǔn)光源。但是，直接使用它不方便。常使用通過它校正過的 其它次級標(biāo)準(zhǔn)光源。如鎢帶燈、碳弧等。 （ 2）、鎢帶燈 鎢帶燈由 2**L mm3尺寸的鎢帶發(fā)光，封裝在真空或充惰 性氣體的玻璃殼內(nèi)。對紫外標(biāo)準(zhǔn)光源，需要開一石英窗口。 鎢帶燈為低壓大電流供電，需要穩(wěn)流。 只要知道了鎢的發(fā)射率 ?(?,T)，就能通過黑體的光譜求得鎢帶 光電子技術(shù)（ 2） 燈的光譜亮度： ),(),(),( TLTTL ebwew ???? ?（ 3）、鎢管燈 又名鎢管黑體燈，由厚度約 25?m的鎢皮，卷成直徑約 2mm的 鎢管，管長約 45mm，管芯裝一鎢絲，鎢管一端開 1mm孔徑， 鎢絲通電發(fā)光從此孔射出。鎢管放入真空或充氬汽的玻璃殼內(nèi)。
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