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热辐射:实验证明,热辐射是连续的,且能吸收和辐射能量

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:实验发现,热辐射的光谱是连续的,任何物体在任何温度下都能进行热辐射,也能从周围物体吸收热辐射。通常用单色辐出度和辐射出射度这两个概念来定量描述物体热辐射的本领,而用单色吸收比来定量描述物体吸收辐射能的本领。从物体表面单位面积上发射的各种波长的总辐射功率称为辐射出射度,用M表示,显然辐射出射度与单色辐出度的关系为M是温度T的函数并与物体的性质有关。

热辐射:实验证明,热辐射是连续的,且能吸收和辐射能量

物体以电磁波的形式向外发射能量称为热辐射。因为辐射要消耗自身的能量,所以要长期维持辐射就必须要从外界不断地给物体补充能量。补充能量的方式是多种多样的。如果是通过加热来维持物体的温度,在不改变系统内能的情况下,使辐射能持续不断地进行下去,这种辐射就称为热辐射。实验发现,热辐射的光谱是连续的,任何物体在任何温度下都能进行热辐射,也能从周围物体吸收热辐射。实验表明,物体在不同温度下辐射的能量和光谱成分是不同的,不同的物体的辐射性质也是不同的。大多数物体在室温下辐射不可见的红外光,当温度升高时,辐射的光谱成分向短波方向增加。温度达到500℃左右时,物体辐射的光谱中包括红光,而当温度达到2000℃以上时,辐射光谱则包括整个可见区,这时物体一般呈现白色。白炽灯丝的温度在2000℃左右,它的辐射就可以照明。

通常用单色辐出度和辐射出射度这两个概念来定量描述物体热辐射的本领,而用单色吸收比来定量描述物体吸收辐射能的本领。

根据实验,当物体的温度一定时,在一定时间内从物体表面单位面积上发射出来的波长在λ到λ+dλ内的辐射能有一定的量值。

若温度为T的物体,从单位面积上发射出来的波长在λ~λ+dλ内的辐射功率为dMλ,则定义dMλ与dλ之比定义为单色发射本领,即单色辐出度,用M(λ,T)表示:

M(λ,T)是波长和温度的函数,并与物体的性质有关,单位为W/m2,(www.xing528.com)

单色辐出度是对某一波长而言的。从物体表面单位面积上发射的各种波长的总辐射功率称为辐射出射度,用M(T)表示,显然辐射出射度与单色辐出度的关系为

M(T)是温度T的函数并与物体的性质有关。

若照射到温度为T的物体表面上,波长在λ附近的单位波长间隔内的辐射功率为dPλ,而物体吸收同一波长间隔的辐射功率为dP'λ,则定义单色吸收比为

A(λ,T)是λ和T的函数,并与物体的性质有关。因为被照物体表面可能有反射、散射或透射,所以

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