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1、第七章 熱輻射基本定律及物體的輻射特性 熱 輻 射 是 三 種 基 本 熱 量 傳 遞 方 式 之 一 。 熱 輻 射 是 通 過 電 磁 波 來 傳 遞 能 量 的 。 熱 輻 射 的 機(jī) 理 與 導(dǎo) 熱 和 對(duì) 流 不 同 ， 它 是 非 接 觸式 的 熱 量 傳 遞 。 本 章 ， 我 們 將 首 先 從 電 磁 輻 射 的 觀 點(diǎn) 來 認(rèn) 識(shí) 熱輻 射 的 本 質(zhì) 及 輻 射 能 量 傳 遞 過 程 中 的 一 些 特 點(diǎn) ，然 后 著 重 討 論 熱 輻 射 的 幾 個(gè) 基 本 定 律 ， 最 后 介紹 實(shí) 際 物 體 （ 固 體 和 液 體 ） 的 輻 射 特 性 ， 以 便為 下

2、 一 章 討 論 輻 射 的 計(jì) 算 打 下 基 礎(chǔ) 。 第一節(jié) 熱輻射的基本概念 輻 射 是 電 磁 波 傳 遞 能 量 的 現(xiàn) 象 。 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 。 高 頻 振 蕩 電 路 產(chǎn) 生 的 電 波 就 是 一 種電 磁 波 。 此 外 還 有 紅 外 線 、 可 見 光 、 紫 外 線 、X射 線 及 射 線 等 各 種 電 磁 波 。 由 于 熱 的 原 因 而 產(chǎn) 生 的 電 磁 波 輻 射 稱 為 熱 輻 射（ 熱 輻 射 這 一 名 詞 有 時(shí) 也 指 熱 輻 射 傳 遞 能 量 的過 程 ） 。 熱輻

3、射的機(jī)理 由 于 物 體 內(nèi) 部 微 觀 粒 子 在 不 停 的 進(jìn) 行 著 熱 運(yùn) 動(dòng) ， 當(dāng) 其運(yùn) 動(dòng) 狀 態(tài) 發(fā) 生 改 變 時(shí) 會(huì) 激 發(fā) 出 電 磁 波 ， 從 而 產(chǎn) 生 熱 量的 傳 遞 。 只 要 物 體 的 溫 度 高 于 “ 絕 對(duì) 零 度 ” ， 物 體 內(nèi) 部 的 分 子就 在 不 停 地 進(jìn) 行 熱 運(yùn) 動(dòng) ， 就 會(huì) 不 斷 地 產(chǎn) 生 電 磁 波 ， 向外 發(fā) 出 熱 輻 射 。 同 時(shí) ， 物 體 也 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 。 輻 射 換 熱 就

4、是 指 物 體 之 間 相 互 輻 射 和 吸 收 的 總 效 果 。 當(dāng) 物 體 與 環(huán) 境 處 于 熱 平 衡 時(shí) ， 其 表 面 上 的 熱 輻 射 仍 在不 停 地 進(jìn) 行 ， 只 是 其 輻 射 換 熱 量 等 于 零 。 熱輻射的特點(diǎn) 熱 輻 射 具 有 一 般 輻 射 現(xiàn) 象 的 共 性 。 例 如 ， 各 種 電 磁 波 都 以 光 速 在 空 間 傳 播 ， 這 是電 磁 波 輻 射 的 共 性 ， 熱 輻 射 也 不 例 外 。 電 磁 波 的 速 度 、 波 長(zhǎng) 和 頻 率 之 間 存 在 如 下 的 關(guān)系 ： ： 電 磁 波 的 傳 播 速 度 ， ； ： 頻 率 ，

5、； ： 波 長(zhǎng) ， 單 位 為 ， 常 用 單 位 為 （ 微 米 ） ， 。fc cf m/s1s m m 電磁波的波譜 電 磁 波 的 波 長(zhǎng) 范 圍 成 為 電 磁 波 的 波 譜 。 在 整 個(gè) 波 譜 范 圍 內(nèi) 可 以 將 電 磁 波 進(jìn) 行 命 名 。 插 入 波 譜 圖 。 從 理 論 上 說 ， 物 體 熱 輻 射 的 電 磁 波 也 可 以 包 括整 個(gè) 波 譜 ， 即 波 長(zhǎng) 從 零 到 無 窮 大 。 熱射線的波長(zhǎng)范圍 從 理 論 上 說 ， 物 體 熱 輻 射 的 電 磁 波 也 可 以 包 括整 個(gè) 波 譜 ， 即 波 長(zhǎng) 從 零 到 無 窮 大 。 然 而 ， 在

6、 工 業(yè) 上 所 遇 到 的 溫 度 范 圍 內(nèi) ， 即2000K以 下 ， 有 實(shí) 際 意 義 的 熱 輻 射 波 長(zhǎng) 位 于0.38 100之 間 ， 且 大 部 分 能 量 位 于 紅 外 線 區(qū) 段的 0.76 20范 圍 內(nèi) ， 所 以 熱 射 線 人 們 的 眼 睛 是看 不 見 的 。 如 果 我 們 把 溫 度 的 范 圍 擴(kuò) 大 到 太 陽 輻 射 。 情 況就 會(huì) 有 變 化 。 太 陽 的 表 面 溫 度 大 約 微 5800K，太 陽 輻 射 的 主 要 能 量 集 中 在 0.2 2的 波 長(zhǎng) 范 圍 ，其 中 可 見 光 區(qū) 段 占 有 很 大 的 比 重 。 紅外

7、線的分類和應(yīng)用 紅 外 線 又 有 遠(yuǎn) 紅 外 和 近 紅 外 之 分 ， 大 體 上 以 25為 限 ， 波 長(zhǎng) 在 25以 下 的 紅 外 線 稱 為 近 紅 外 線 ，25以 上 的 稱 為 遠(yuǎn) 紅 外 線 。 20世 紀(jì) 70年 代 初 期 發(fā) 展 起 來 的 遠(yuǎn) 紅 外 加 熱 技 術(shù) ，就 是 利 用 遠(yuǎn) 紅 外 線 來 加 熱 物 體 的 。 遠(yuǎn) 紅 外 線 可 穿 過 塑 料 、 玻 璃 及 陶 瓷 制 品 ， 但 卻會(huì) 被 像 水 那 樣 的 具 有 極 性 分 子 的 物 體 所 吸 收 ，在 物 體 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 熱 源 ， 從 而 使 物 體 比 較 均 勻 的得 到

8、 加 熱 。 各 類 食 品 中 的 主 要 成 分 是 水 ， 因 而 遠(yuǎn) 紅 外 加 熱是 一 種 比 較 理 想 的 加 熱 手 段 。 物體對(duì)熱射線的反應(yīng) 當(dāng) 熱 輻 射 的 能 量 投 射 到 物 體 表 面 上 時(shí) ， 和 可 見光 一 樣 ， 物 體 也 會(huì) 對(duì) 熱 輻 射 發(fā) 生 吸 收 、 反 射 和穿 透 現(xiàn) 象 。 插 入 圖 ： 物 體 對(duì) 熱 輻 射 的 吸 收 、 反 射 和 穿 透 根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 有 QQQQ a 1 QQQQQQa 幾個(gè)定義 吸 收 比 ： 反 射 比 ： 穿 透 比 ： QQ 能 量外 界 投 入 到 該 物 體 上 的被 物

9、 體 吸 收 的 輻 射 能 QQ 能 量外 界 投 入 到 該 物 體 上 的被 物 體 反 射 的 輻 射 能 QQ 能 量外 界 投 入 到 該 物 體 上 的穿 過 物 體 的 輻 射 能 不同物體對(duì)熱輻射的反應(yīng) 對(duì) 某 一 物 體 而 言 ， 當(dāng)輻 射 能 投 入 到 其 表 面后 ， 一 定 滿 足 當(dāng) 物 體 為 固 體 或 液 體時(shí) ， 滿 足 當(dāng) 物 體 為 氣 體 時(shí) ， 滿足 1 a 1a 1a 幾種特殊表面的定義 絕 對(duì) 黑 體 ： 吸 收 比 為 1的 物 體 稱 為 絕 對(duì) 黑 體 ，簡(jiǎn) 稱 黑 體 。 透 熱 體 （ 透 明 體 ） ： 透 射 比 為 1的 物

10、體 稱 為 透熱 體 或 透 明 體 。 絕 對(duì) 白 體 ： 反 射 比 為 1的 物 體 稱 為 絕 對(duì) 白 體 或者 鏡 體 ， 當(dāng) 物 體 表 面 為 漫 反 射 表 面 時(shí) 稱 為 絕 對(duì)白 體 ； 當(dāng) 物 體 表 面 為 鏡 反 射 表 面 時(shí) 稱 為 鏡 體 。 人工黑體 盡 管 在 自 然 界 并 不 存 在 黑 體 ， 但 用 人 工 的 方 法可 以 制 造 出 十 分 接 近 黑 體 的 模 型 。 選 用 吸 收 比 小 于 1的 材 料 制 造 一 個(gè) 空 腔 ， 并 在空 腔 壁 面 上 開 一 個(gè) 小 孔 ,再 設(shè) 法 使 空 腔 壁 面 維 持均 勻 的 溫 度

11、， 這 時(shí) 空 腔 上 的 小 孔 就 具 有 黑 體 的特 性 。 這 種 帶 有 小 孔 的 溫 度 均 勻 的 空 腔 就 是 一個(gè) 黑 體 的 模 型 。 小 孔 面 積 占 空 腔 內(nèi) 壁 總 面 積 的 份 額 越 小 ， 小 孔的 吸 收 比 就 越 高 。 若 小 孔 占 內(nèi) 壁 面 積 小 于 0.6 ，當(dāng) 內(nèi) 壁 吸 收 比 為 0.6時(shí) ， 計(jì) 算 表 明 ， 小 孔 的 吸 收比 可 大 于 0.996。 演 示 ： 黑 體 模 型 黑體在輻射換熱中的作用 黑 體 在 熱 輻 射 分 析 中 有 其 特 殊 的 重 要 性 。 下 節(jié) 的 討 論 將 表 明 ： 在 相

12、 同 溫 度 的 物 體 中 ， 黑體 的 輻 射 能 力 最 大 。 在 研 究 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 的 輻 射 和 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) ， 本 章 下 面 的 討 論 將 按 照這 一 思 路 來 進(jìn) 行 。 第二節(jié) 黑體輻射的基本定律 本 節(jié) 著 重 介 紹 黑 體 輻 射 的 三 個(gè) 基 本 定 律 ，它 們 分 別 是 ：（ 1） 表 征 黑 體 總 輻 射 能 力 的 斯 蒂 芬 玻

13、耳 茲 曼 定 律 ；（ 2） 表 征 黑 體 在 某 一 波 長(zhǎng) 時(shí) 輻 射 能 力 大 小的 普 朗 克 定 律 ；（ 3） 表 征 黑 體 在 某 一 方 向 上 輻 射 能 力 大 小的 蘭 貝 克 定 律 。 兩個(gè)基本概念 輻 射 力 單 位 時(shí) 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(zhǎng) 的 輻 射 能的 總 量 ， 稱 為 物 體 的 輻 射 力 ， 輻 射 力 用 符 號(hào) E表 示 ， 其 單 位 為 。 對(duì) 于 黑 體 ， 輻 射 力 用 表 示 。 輻 射 力 從 總 體 上 表 征 了 物 體 發(fā) 射 輻

14、射 能的 本 領(lǐng) 。 光 譜 輻 射 力 （ 單 色 輻 射 力 ） 單 位 時(shí) 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 在 包 含 的 單 位 波 長(zhǎng) 范 圍 內(nèi) 的 輻 射 能 ， 稱 為光 譜 輻 射 力 ， 用 符 號(hào) 表 示 ， 其 單 位 為 。黑 體 的 光 譜 輻 射 力 用 表 示 。 2W/m bE E 3W/mbE 光 譜 輻 射 力 與 波 長(zhǎng) 有關(guān) 。 即 在 同 一 溫 度 下 ，當(dāng) 波 長(zhǎng) 不 同 時(shí) ， 其 光譜 輻 射 力 不 同 ； 光 譜 輻 射 力 與 溫 度 有關(guān) 。 即 在 同 一 波 長(zhǎng) 下 ，當(dāng)

15、 溫 度 不 同 時(shí) ， 其 光譜 輻 射 力 不 同 ,而 且 溫度 越 高 ， 同 樣 條 件 下光 譜 輻 射 力 越 大 ； 每 條 曲 線 下 的 面 積 表示 相 應(yīng) 溫 度 下 黑 體 的輻 射 力 。 輻射力和光譜輻射力的關(guān)系 由 上 面 的 圖 可 以 看 出 ， 物 體 的 輻 射 力 和 光 譜 輻射 力 之 間 存 在 著 如 下 的 關(guān) 系 對(duì) 于 黑 體 ， 其 關(guān) 系 為0E E d 0b bE E d 普朗克定律 普 朗 克 定 律 揭 示 了 黑 體 的 輻 射 能 力 按 波 長(zhǎng) 分 布的 規(guī) 律 ， 說 明 了 黑 體 的 單 色 輻 射 力 與 波 長(zhǎng)

16、和 溫度 的 關(guān) 系 。 根 據(jù) 量 子 理 論 可 以 得 到 普 朗 克 定 律的 表 達(dá) 形 式 為 式 中 ， 稱 為 第 一 輻 射 常 數(shù) 稱 為 第 二 輻 射 常 數(shù) 1 / 512 Tcb e cE 2161 mW10742.3 c Km104388.1 22 c 對(duì)普朗克定律的解釋 普 朗 克 定 律 說 明 的 是 黑 體 的 光 譜 輻 射 力 隨 溫 度和 波 長(zhǎng) 的 變 化 關(guān) 系 。 當(dāng) 溫 度 一 定 時(shí) ， 黑 體 的 光 譜 輻 射 力 隨 波 長(zhǎng) 的 增加 ， 其 變 化 為 先 增 后 減 ， 有 一 個(gè) 最 大 值 。 該 最 大 值 對(duì) 應(yīng) 的 波

17、長(zhǎng) 用 表 示 。 當(dāng) 溫 度 增 加 時(shí) ， 最 大 光 譜 輻 射 力 所 對(duì) 應(yīng) 的 波 長(zhǎng)逐 漸 變 小 ， 即 向 短 波 方 向 移 動(dòng) 。 溫 度 與 的 關(guān) 系 可 由 維 恩 定 律 來 表 述 。 mm 維恩定律 維 恩 定 律 表 述 的 是 最 大 光 譜 輻 射 力 所 對(duì) 應(yīng) 的 波長(zhǎng) 與 溫 度 之 間 的 關(guān) 系 。 此 關(guān) 系 為 說 明 ， 溫 度 與 最 大 光 譜 輻 射 力 所 對(duì) 應(yīng) 的 波 長(zhǎng) 成反 比 。 所 以 ， 當(dāng) 溫 度 增 加 時(shí) ， 最 大 光 譜 輻 射 力所 對(duì) 應(yīng) 的 波 長(zhǎng) 變 短 ， 即 向 短 波 方 向 移 動(dòng) 。 所

18、以維 恩 定 律 也 稱 為 維 恩 位 移 定 律 。 該 定 律 是 通 過 普 朗 克 定 律 對(duì) 求 導(dǎo) 數(shù) 并 令 其為 零 而 得 到 的 。 Km102.9Km10897.2 33 Tm m 維恩定律的應(yīng)用 實(shí) 際 物 體 的 光 譜 輻 射 力 按 波 長(zhǎng) 分 布 的 規(guī) 律 與 普朗 克 定 律 是 不 同 的 ， 但 定 性 上 是 一 致 的 。 所 以 ， 我 們 可 以 應(yīng) 用 維 恩 位 移 定 律 來 解 釋 ， 對(duì)一 個(gè) 物 體 進(jìn) 行 加 熱 時(shí) ， 為 什 么 隨 著 加 熱 溫 度 的提 高 ， 被 加 熱 物 體 會(huì) 出 現(xiàn) 由 暗 紅 、 鮮 紅 、

19、橘 黃直 至 白 熾 等 顏 色 的 變 化 。 金 屬 在 不 同 的 溫 度 下 呈 現(xiàn) 的 各 種 顏 色 ， 說 明 了隨 著 溫 度 的 升 高 ， 熱 輻 射 中 可 見 光 及 可 見 光 中短 波 的 比 例 不 斷 增 加 。 斯蒂芬玻爾茲曼定律 該 定 律 表 示 的 是 黑 體 的 輻 射 力 與 溫 度 之 間 的 關(guān)系 。 根 據(jù) 輻 射 力 與 光 譜 輻 射 力 的 定 義 ， 可 以 知 道 兩者 之 間 有 一 定 的 關(guān) 系 ， 即 此 關(guān) 系 說 明 ， 黑 體 的 輻 射 力 只 與 溫 度 有 關(guān) ， 而且 與 溫 度 的 四 次 方 成 正 比 ，

20、所 以 該 定 律 也 稱 為四 次 方 定 律 。 40 / 510 12 Tde cdEE Tcbb 對(duì)斯蒂芬玻爾茲曼定律的說明 該 定 律 中 的 稱 為 斯 蒂 芬 玻 爾 茲 曼 常 數(shù) 。 工 程 上 為 計(jì) 算 方 便 ， 常 把 上 式 改 寫 為 稱 為 黑 體 輻 射 系 數(shù) 。 428 KmW/1067.5 40 100 TCEb 420 KmW/67.5 C 某一波段內(nèi)輻射力的計(jì)算 如 計(jì) 算 黑 體 在 區(qū) 段 的 輻 射 力 ， 即21 bE dEdEdEE bbbb 1221 00 T bb bbb TfTdTEdETdE dEF 0 504000 1 12122

21、121 000040 1 bbbbbbb FFdEdETdE dEF 214 bb FTE 蘭貝特定律 該 定 律 要 表 述 的 是 物 體 發(fā) 射 的 輻 射 能 與 方 向 之間 有 無 關(guān) 系 ？ 如 有 ， 是 什 么 樣 的 關(guān) 系 ？ 為 了 說 明 輻 射 能 在 空 間 不 同 方 向 上 的 分 布 規(guī) 律 ，我 們 要 引 入 一 個(gè) 新 的 概 念 立 體 角 。 為 了 理 解 立 體 角 的 概 念 ， 先 來 復(fù) 習(xí) 平 面 角 。 平面角的定義和計(jì)算 定 義 ： 以 角 端 為 圓 心 畫 任 意 半 徑 的 園 ， 則 任 意段 的 弧 長(zhǎng) 與 半 徑 之 比

22、 稱 為 該 弧 長(zhǎng) 所 對(duì) 用 的 平 面角 。 計(jì) 算 ： 根 據(jù) 定 義 可 以 計(jì) 算 平 面 角 平 面 角 的 單 位 是 rad（ 弧 度 ）rs 立體角的定義和計(jì)算 定 義 ： 以 立 體 角 的 角 端 為 中 心 畫 一 個(gè) 任 意 半 徑的 半 球 ， 在 半 球 表 面 上 任 意 一 塊 面 積 與 半 徑 平方 之 比 ， 稱 為 該 面 積 對(duì) 應(yīng) 的 立 體 角 ， 簡(jiǎn) 稱 立 體角 。 計(jì) 算 ： dd r drrdrdAd csin sin22 不同方向輻射能的定義 物 體 單 位 面 積 、 單 位 時(shí) 間 、 單 位 立 體 角 沿法 線 方 向 輻 射

23、 的 能 量 ； 物 體 單 位 面 積 、 單 位 時(shí) 間 、 單 位 立 體 角 沿方 向 輻 射 的 能 量 。 則 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 觀 察 ， 可 以 發(fā) 現(xiàn) ， 物 體 法 線 方 向 輻射 出 去 的 能 量 最 多 ， 而 隨 著 離 開 法 線 方 向 角 度的 增 加 ， 輻 射 能 逐 漸 減 小 ， 到 平 面 的 切 線 方 向時(shí) ， 輻 射 能 量 為 零 。 所 以 不 同 方 向 輻 射 能 具 有 如 下 的 關(guān) 系nEE srmW/cos 2 nEE 蘭貝特定律的表達(dá)式 上 述 這 種 表 示 漫 射 表 面 的 輻 射 能 按 不 同 方 向 的分 布 規(guī)

24、律 ， 稱 為 蘭 貝 特 定 律 ， 或 稱 為 余 玄 定 律 。由 該 定 律 可 知 ， 物 體 向 各 個(gè) 方 向 發(fā) 射 的 輻 射 能是 不 同 的 ， 法 線 方 向 最 大 ， 而 切 線 方 向 最 小 。 蘭 貝 特 定 律 的 表 達(dá) 式 為 srmW/cos 2 nEE 各個(gè)方向輻射能不同的原因 為 什 么 各 個(gè) 方 向 的 輻 射 能 分 布 不 同 呢 ？ 這 主 要 是 因 為 發(fā) 射 輻 射 能 的 物 體 面 積 在 半 球空 間 各 個(gè) 方 向 上 的 投 影 面 積 不 同 ， 或 者 說 可見 輻 射 面 積 不 同 而 造 成 的 。 對(duì) 于 輻

25、射 面 積 ， 其 在 各 個(gè) 方 向 的 投 影 面 積 兩 者 的 關(guān) 系 可 表 述 為 ： dAdAdA dA cos dAdA dAdA方 向 的 可 見 輻 射 面 積其 在 射 面 積其 在 法 線 方 向 的 可 見 輻 不同方向定向輻射強(qiáng)度的定義 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 的 定 義 ： 單 位 時(shí) 間 、 單 位 可 見 輻射 面 積 、 單 位 立 體 角 內(nèi) 的 輻 射 能 稱 為 定 向 輻 射強(qiáng) 度 ， 并 記 為 法 線 方 向 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 :單 位 時(shí) 間 、 單 位 可見 輻 射 面 積 、 單 位 立 體 角 內(nèi) 法 線 方 向 的 輻 射 能

26、稱 為 法 線 方 向 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 ， 并 記 為 方 向 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 ： 單 位 時(shí) 間 、 單 位 可 見輻 射 面 積 、 單 位 立 體 角 內(nèi) 方 向 的 輻 射 能 稱 為方 向 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 ， 并 記 為 srmW/ 2 L nL L 不同方向定向輻射強(qiáng)度的關(guān)系 根 據(jù) 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 的 定 義 ， 有 上 面 的 分 析 表 明 ， 對(duì) 于 黑 體 輻 射 而 言 ， 在 半 球空 間 上 物 體 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 與 方 向 無 關(guān) ， 且 各個(gè) 方 向 的 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 都 相 等 ， 即 nnn E

27、dAdAEdAdAEnL nn EdA dAEdAdAEL coscos 常 數(shù) LLnL 蘭貝特定律的另一種表述 將 定 向 輻 射 強(qiáng) 度 與 方 向 無 關(guān) 的 規(guī) 律 也 稱 為 蘭 貝特 定 律 。 蘭 貝 特 定 律 有 兩 種 表 述 形 式 。 當(dāng) 從 發(fā) 射 輻 射 能 的 物 體 考 慮 問 題 時(shí) ， 物 體 向 各個(gè) 不 同 方 向 發(fā) 射 的 輻 射 能 都 是 相 同 的 ， 且 遵 從蘭 貝 特 定 律 。 當(dāng) 從 接 受 輻 射 能 的 物 體 考 慮 問 題 時(shí) ， 由 于 接 受物 體 在 不 同 方 向 可 以 看 到 的 發(fā) 射 物 體 的 面 積 不同

28、 ， 因 而 感 受 到 的 輻 射 能 也 不 同 ， 且 也 遵 從 蘭貝 特 定 律 。 定向輻射強(qiáng)度與輻射力之間的關(guān)系 假 設(shè) 有 一 個(gè) 漫 射 表 面 ， 其 單 位 時(shí) 間 向 外 某 一個(gè) 方 向 發(fā) 射 的 輻 射 能 為 。 則 根 據(jù) 定 向 輻 射 強(qiáng)度 的 定 義 ， 有 再 根 據(jù) 輻 射 力 的 定 義 ， 有dAdQ dLdAdLdAdQ cos LL ddL ddL dLdA dLdAdAdQEb 2/0220 2/02 222 sin212 cossinsincos coscos 關(guān)于黑體輻射的總結(jié) 黑 體 輻 射 的 輻 射 力 由 斯 蒂 芬 玻 爾 茲 曼 定 律來 確 定 ， 即 黑 體 的 輻 射 力 只 與 溫 度 有 關(guān) ， 而 且與 溫 度 的 四 次 方 成 正 比 ， 其 比 例 系 數(shù) 即 為 斯 蒂芬 玻 爾 茲 曼 常 數(shù) ； 黑 體 輻 射 能 量 按 波 長(zhǎng) 分 布 服 從 普 朗 特 定 律 ； 黑 體 輻 射 能 量 按 空 間 分 布 服 從 蘭 貝 特 定 律 ； 黑 體 的 光 譜 輻 射 力 有 一 個(gè) 峰 值 ， 與 此 峰 值 相 對(duì)應(yīng) 的 波 長(zhǎng) 由 維 恩 定 律 確 定 ， 即 隨 著 溫 度 的升 高 ， 峰 值 所 對(duì) 應(yīng) 的 波 長(zhǎng) 向 短 波 方 向 移 動(dòng) 。 m