★平衡热辐射 物体辐射的能量等于在同一时间内所 吸收的能量时,热辐射过程达到热平衡, 称为平衡热辐射。 此时物体具有固定的温度。 以下只讨论平衡热辐射的情况。 黑体和黑体辐射的基本规律 1.黑体:能完全吸收照射到它上面的各种 波长的电磁波的物体,称为黑体
6 ★平衡热辐射 此时物体具有固定的温度。 以下只讨论平衡热辐射的情况。 1.黑体:能完全吸收照射到它上面的各种 波长的电磁波的物体，称为黑体。 物体辐射的能量等于在同一时间内所 吸收的能量时，热辐射过程达到热平衡， 称为平衡热辐射。 二.黑体和黑体辐射的基本规律
黑体的单色吸收率α(T)=1-—-理想模型 维恩设计的黑体:不透明材料的空腔 开一个小孔。 黑体 实验表明: 辐射本领大的物体, 吸收本领也大 (演示)。 黑体能吸收各种波长的电磁波,也能辐射 各种波长的电磁波。 黑体的吸收本领最大,辐射本领也最大
7 维恩设计的黑体：不透明材料的空腔 开一个小孔。 黑体 实验表明： 辐射本领大的物体， 吸收本领也大。 （演示）。 黑体能吸收各种波长的电磁波，也能辐射 各种波长的电磁波。 黑体的吸收本领最大，辐射本领也最大 黑体的单色吸收率 (T)=1----‘理想模型’
◆研究热辐射本身的规律,应利用辐射本领M 只与温度有关,而和材料及表面状态无关的 物体。 而黑体的热辐射正好与空腔的形状、材料及 表面状态’都无关。 ◆对各种具体物体的总辐出度,可以通过实验 定出的“黑度系数”(有“机电手册”可查) 来得出 M(T) 物体的黑度系数 M厘(T) 例.油毛毡(法向)0.93(200C 氧化铜(法向)0.6->0.7(50C)
8 对各种具体物体的总辐出度，可以通过实验 定出的“黑度系数”(有“机电手册”可查) 来得出。 而黑体的热辐射正好与空腔的形状、材料及 ‘表面状态’ 都无关。 研究热辐射本身的规律，应利用辐射本领 M 只与温度有关，而和材料及表面状态无关的 物体。 （ ） （ ） 物体的黑度系数 黑 体 物 体 M T M T = 例. 油毛毡（法向） 0.93 (200C) 氧化铜（法向） 0.6→0.7(500C)
研究黑体辐射的实验装置示意图: 光栅光谱仪 黑体 热电偶(测M4(T) 2000A 实验结果 I750K 黑体单色辐出度 M(T)~曲线 I500K 1256K A
9 研究黑体辐射的实验装置示意图: 黑体 热电偶(测 M(T)) 光栅光谱仪 T m 黑体单色辐出度 M(T)～曲线 实验结果
(1.黑体) 2.斯特藩玻耳兹曼定律(实验定律) 总辐出度M(T)与黑体温度的四次方成正比 M(们)=aT 其中常量σ=5.67×108/m2K 2000K 3.维恩位移定律(实验定律) 黑体辐射光谱中辐射最强 I750K 的波长与黑体温度T之间 I500K 满足反比关系 256K A2b其中常量 m-b=289×103mK
10 2．斯特藩—玻耳兹曼定律（实验定律） 其中常量 =5.67×10- 8 /m2K 4 3．维恩位移定律（实验定律） 黑体辐射光谱中辐射最强 的波长与黑体温度T 之间 满足反比关系 T b m = 其中常量 b = 2.89×10-3 m·K m （1. 黑体） 4 M(T) = T 总辐出度M(T)与黑体温度的四次方成正比