傳熱學(xué)8熱輻射基本定律-展示頁
2025-05-25 13:10本頁面
【正文】 反射 鏡反射 漫反射 ?鏡面反射和漫反射 ?當(dāng)表面的 不平整尺寸 小于 投入輻射的波長 時，形成 鏡面反射 。 金屬導(dǎo)體只有 1μ m， 大多數(shù)非導(dǎo)電材料為 1mm。 輻射能的吸收、反射和投射 吸收 熱能 低溫物體 熱能 高溫物體 輻射能流（熱射線） G GR GD GA 穿透 與中間介質(zhì)無關(guān)而由電磁波傳輸 反射 11??????????????????????式中：各能量的百分?jǐn)?shù)分別稱為該物體對投入輻射的 吸收比 、 反射比 和 穿透比 ， 記為 α 、ρ 、 τ 。 ②引起化學(xué)反應(yīng) —— 光合作用 ③迫使金屬發(fā)射電子 —— 光電效應(yīng)。 ?每個光子的能量 用普朗特公式表示： er=hf 式中： h— 普朗特常數(shù) ， h= 1034 量子理論 認(rèn)為： 輻射是離散化的量子化的能量束 ?熱輻射 特點(diǎn) ： a 任何物體，只要溫度高于 0 K，就會不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射； b 可以在真空中傳播； c 伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變； d 具有強(qiáng)烈的方向性； e 輻射能與溫度和波長均有關(guān)； f 發(fā)射輻射取決于溫度的 4次方。 1μm=106 m 。 可見光區(qū) 段 占有很大的比重 。 且 大多數(shù)能量 位于 紅外線 區(qū)段的 （ ~20μm）范圍內(nèi) ， 可見光區(qū)段 （ ~） 熱輻射能量的比 重不大 。 ?當(dāng)物體與環(huán)境處于 熱平衡 時 ， 其 輻射換熱量為零 ， 但其表面上的熱輻射仍在不停的進(jìn)行 。 ?物體亦不斷地吸收周圍物體投射到它上面的熱輻射 ， 并把吸收的輻射能重新轉(zhuǎn)變成熱能 。 ?熱輻射 的 電磁波 是物體內(nèi)部微觀粒子的 熱運(yùn)動 狀態(tài)改變 時激發(fā)出來的 。 81 基本概念 熱輻射的本質(zhì)與特點(diǎn) ?輻射 是 電磁波 傳遞能量的現(xiàn)象 。第八章 熱輻射的 基本定律 ?熱量傳遞的一種方式 ,研究方法與思路 都 與導(dǎo)熱和對流換熱不同， ?導(dǎo)熱與對流換熱是由于物體的宏觀運(yùn)動和微觀粒子的熱運(yùn)動所造成的能量轉(zhuǎn)移， ?熱輻射 是由于物體的 電磁運(yùn)動 所引起的熱量的傳遞。 167。 ?按照產(chǎn)生電磁波的不同原因可以得到 不同頻率 的電磁波 ， ?例如：高頻振蕩電路產(chǎn)生的 無線電波 、 紅外線 、可見光 、 紫外線 、 X射線 、 及 γ 射線 等各種電磁波 。 ?輻射是物體固有特性 ， 只要物體溫度高于 0 K， 物體總是不斷的把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠?。 ?輻射換熱 就是物體之間相互 輻射和吸收 的 總效果 。 電磁輻射波譜 ?在 工業(yè)的溫度范圍內(nèi) （ 2021K） ,有實(shí)際意義的熱輻射波長位于~100μm之間 。 ?對于 太陽輻射 （ 5800k） ， 主要能量集中在 ~2μm的波長范圍內(nèi) 。 ?速度 :c=fλ 式中： c為電磁波的傳播速度 ， 在真空中 c=3 108 m/s, f為頻率 ， 1/s， λ為波長， m。 ?輻射能：是電磁波或光子所運(yùn)載的能量 。 ? 輻射能落在另一物體上吸收時會發(fā)生以下現(xiàn)象： ①轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能 —— 熱效應(yīng)。 物體的 吸收比、反射比及穿透比 ?當(dāng)熱輻射的能量投射到物體表面上時，和可見光一樣，會發(fā)生 吸收 、 反射 和 穿透 現(xiàn)象。 （ 1） 對固體或液體表面 ， 投射到其上的輻射能在一個 極短的距離內(nèi)就被吸收完了 。則 τ =0。（例如高度磨光的金屬板）。 ?一般 工程材料 的表面都形成 漫反射 。 ?對于 固體和液體 呈現(xiàn)的吸收和反射特性 不涉及物體的內(nèi)部 。 ?對于 氣體 ，輻射和吸收在整個氣體容積中進(jìn)行， 表面狀況則無關(guān)緊要 。 ?ρ =1的物體叫做絕對 白體 。 ?顯然黑體 、 白體和透明體都是假定的 理想物體 。 ?自然界中并不存在黑體 ，但可以用人工的方法制造。反射的能量與投入的能量相比很小，小孔面積越小，吸收比就越 → 1。 ?就輻射特性而言， 小孔具有黑體表面一樣的性質(zhì) 。 ?在研究了黑體輻射的基礎(chǔ)上，我們處理其他物體 輻射的思路 是：把其他物體輻射與黑體輻射相比較，從中找出其與黑體輻射的偏離，然后確定必要的 修正系數(shù) 。 82 黑體輻射 的基本定律 1 輻射力及單色輻射力的定義 （ 1） 輻射力 E： ?單位時間 內(nèi)物體的 單位表面積 向 半球空間所有方向發(fā)射出去的 全部波長的輻射能 的總量， [W/m2]。 ?單色輻射力與輻射力之間的關(guān)系 ： ??? 0 ?? dEE?（ 2）單色輻射力 Eλ ：在熱輻射的整個波譜內(nèi)，不同波長發(fā)射出的輻射能是不同的。稱為 單色輻射力 。 ?? d
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