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热辐射是什么

热辐射,物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。由于电磁波的传播无需任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。那么接下来跟小编一起来深入了解一下什么是热辐射吧!

什么是热辐射

热辐射是什么

主要以不可见的红外光进行辐射,当温度为300℃时热辐射中最强的波长在红外区。当物体的温度在500℃以上至800℃时,热辐射中最强的波长成分在可见光区。

关于热辐射,其重要规律有4个:基尔霍夫辐射定律、普朗克辐射分布定律、斯蒂藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律。这4 个定律,有时统称为热辐射定律。

物体在向外辐射的同时,还吸收从其他物体辐射来的能量。物体辐射或吸收的能量与它的温度、表面积、黑度等因素有关。但是,在热平衡状态下,辐射体的光谱辐射出射度(见辐射度学和光度学)r(λ,T)与其光谱吸收比a(λ,T)的比值则只是辐射波长和温度的函数,而与辐射体本身性质无关。

上述规律称为基尔霍夫辐射定律,由德国物理学家G.R.基尔霍夫于1859年建立。式中吸收比a 的定义是:被物体吸收的单位波长间隔内的辐射通量与入射到该物体的辐射通量之比。该定律表明,热辐射辐出度大的物体其吸收比也大,反之亦然。

黑体是一种特殊的辐射体,它对所有波长电磁辐射的吸收比恒为1。黑体在自然条件下并不存在,它只是一种理想化模型,但可用人工制作接近于黑体的模拟物。即在一封闭空腔壁上开一小孔,任何波长的光穿过小孔进入空腔后,在空腔内壁反复反射,重新从小孔穿出的机会极小,即使有机会从小孔穿出,由于经历了多次反射而损失了大部分能量 。对空腔外的观察者而言,小孔对任何波长电磁辐射的吸收比都接近于1,故可看作是黑体。将基尔霍夫辐射定律应用于黑体,由此可见,基尔霍夫辐射定律中的函数f(λ,T)即黑体的光谱辐射出射度。

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