第七章热辐射基本定律及物体的辐射特性 7-1热辐射的基本概念 热辐射定义:由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射 产生原因:物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的。 特点:只要物体的温度高于“绝对零度”(即0K),则物体因热 的原因就会永远不断的向外发出热辐射。同时,物体亦不断地 吸收周围物体投射到它上面的热辐射,并把吸收的辐射能重新 转变成热能 辐射换热:指物体之间因为辐射的原因发射和吸收换热的总效 果 特殊情况:当物体与环境处于热平衡时,其表面上的热辐射仍 在不停地进行,但其辐射换热量等于零
第七 章 热辐射基本定律及物体的辐射特性 7-1 热辐射的基本概念 热辐射定义：由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。 产生原因：物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的。 特点：只要物体的温度高于“绝对零度”(即0K)，则物体因热 的原因就会永远不断的向外发出热辐射。同时，物体亦不断地 吸收周围物体投射到它上面的热辐射，并把吸收的辐射能重新 转变成热能。 辐射换热：指物体之间因为辐射的原因发射和吸收换热的总效 果。 特殊情况：当物体与环境处于热平衡时，其表面上的热辐射仍 在不停地进行，但其辐射换热量等于零
电磁波辐射的共性:电磁波的速率、波长和频率存在如下 关系 C=fn (7-1) 式中:C—电磁波的传播速率;f一频率;λ一波长 电磁波命名示于图7-1中,其波长包括从零到无穷大的范 围。从理论上说,物体热辐射的电磁波波长可以包括整个波谱, 即波长从零到无穷大。 一射线 蓝燥黄红 丫射 x射线截外 江外线 无线电被 光 0「10-10-110110 L 1010110 长Apm 图7-1电磁波谱
c = f (7-1) 电磁波辐射的共性：电磁波的速率、波长和频率存在如下 关系: 式中:c—电磁波的传播速率； f—频率； —波长。 电磁波命名示于图7-1中，其波长包括从零到无穷大的范 围。从理论上说，物体热辐射的电磁波波长可以包括整个波谱， 即波长从零到无穷大。 图7-1电磁波谱
辐射到物体上的热辐射特点:发生吸收、反射和穿透。图7-2所 按照能量守恒定律有 Q=Q+Q+ Q。,Q 或 图7-2物体对热辐射的吸收、 其中各能量百分数QQ、Q21Q和 反射和穿透 Q/Q分别称为该物体对投入辐射的吸收比、反射比和穿透比, 记为、和pT 于是有 +p+T=1 (7-2)
分别称为该物体对投入辐射的吸收比、反射比和穿透比， 记为 和 辐射到物体上的热辐射特点：发生吸收、反射和穿透。图7-2所 示。 图7-2 物体对热辐射的吸收、 反射和穿透 按照能量守恒定律有 Q = Q + Q + Q 或 1 Q Q Q Q Q Q + + = 其中各能量百分数 Q / Q、Q / Q 和 Q / Q 、 于是有 + + =1 （7-2）
固体或液体辐射特点:τ=0 原因:辐射能一进入表面就会在一个极短的距离内就被吸收完了。 对于金属导体,这一距离只有1微米的数量级;对于大多数非导 电体材料,这一距离亦小于1毫米。实用工程材料的厚度一般都 大于这个数值,对于固体和液体来说,辐射关系满足 +p= (7-3) 得出:就固体和液体而言,吸收能力大的物体其反射本领就小; 反之,吸收能力小的物体其反射本领就大 辐射的分类:辐射能投射到物体表面后的反射现象区分为:镜面 反射和漫反射。当表面的不平整尺寸小于投入辐射的波长时,形 成镜面反射,此时入射角等于反射角(见图7-3)。高度磨光的金 属板就是镜面反射的实例。当表面的不平整尺寸大于投入辐射的
固体或液体辐射特点： 原因：辐射能一进入表面就会在一个极短的距离内就被吸收完了。 对于金属导体，这一距离只有1微米的数量级；对于大多数非导 电体材料，这一距离亦小于1毫米。实用工程材料的厚度一般都 大于这个数值，对于固体和液体来说，辐射关系满足 = 0 + =1 （7-3） 得出：就固体和液体而言，吸收能力大的物体其反射本领就小； 反之，吸收能力小的物体其反射本领就大。 辐射的分类：辐射能投射到物体表面后的反射现象区分为：镜面 反射和漫反射。当表面的不平整尺寸小于投入辐射的波长时，形 成镜面反射，此时入射角等于反射角(见图7-3)。高度磨光的金 属板就是镜面反射的实例。当表面的不平整尺寸大于投入辐射的
波长时,形成漫反射。这时从某一方向投射到物体表面上的辐 射向空间各个方向反射出去,如图7-4所示。一般工程材料的 表面都形成漫反射 图7-3镜面反射 图74漫反射 气体对投入辐射的特点:气体对辐射能几乎没有反射能力, 可认为反射此p=0式(72)简化成 +τ=1 (7-4)
波长时，形成漫反射。这时从某一方向投射到物体表面上的辐 射向空间各个方向反射出去，如图7-4所示。一般工程材料的 表面都形成漫反射。 气体对投入辐射的特点：气体对辐射能几乎没有反射能力， 可认为反射此 = ，而式 0 (7-2)简化成 + =1 （7-4）