Emission of Radiation辐射发射

橙三吉。 提交于 2019-11-30 13:23:57

 

1. 所有温度高于绝对零度的物体都以辐射形式产生或释放能量

黑体是一个完美的辐射体和吸收体

真正的物质不能以超过黑体的速率发出热量

黑体吸收并转换所有入射辐射能为热能

2. 

 

3. Stefan-Boltzman’s Law

以W/m^2为单位的总辐射率(M或出射率)与绝对温度的四次方成正比,单位为开氏度。(对于整个波长光谱)

M=Power / Area=σ*T^4

σ = 5.669 x 10^-8 W/m^2/oK^4

4. Planck’s Law

给出了黑体在温度t下辐射的强度随波长或频率的函数

 

在给定温度下,黑体在所有波长下的光谱出射率都不相同

5. Wien’s Displacement Law

当黑体温度升高时,总辐射能量增加,辐射曲线的峰值移向较短的波长

利用wien位移定律可以计算出光谱出射率最大的波长λm

λMax = C / T, C = 2.898 x 10^-3 m oK

 

 

 6. Emissivity发射率

 

 

7. Kirchhoff’s Law

在热平衡条件下,材料的光谱发射率必须等于该材料的光谱吸收率

即使不存在热平衡,但温差不是极值,也能很好地近似

通过测量光谱吸收率确定ε的一般实践

Ideal Radiator理想散热器 ≡ Perfect Absorber完美辐射器

Object with zero exitance≡ perfect reflector or socalled “White Body”

这种关系只能应用于光谱中材料不透明的部分,经常出现在光谱的热部分

 

 

8. Radiation Summary

在较短的波长范围内,必须考虑太阳能主导辐射的传输

在室温(~300ok)下,光谱辐射出射的峰值波长约为10μm,在7-15微米之间,即所谓的“热红外区”

这个波段的辐射可以解释为温度

9. 太阳辐射能

在5900度时发射的辐射近似为黑体

最大发射强度波长由wien位移定律确定为~0.5微米

太阳大气的吸收和其他影响意味着地球大气层顶部的辐射并不完全等同于黑体

美国宇航局哈勃太空望远镜

大气顶部光谱辐照度的计算值假定地球与太阳的平均距离。(远日点地球/太阳距离~1.034近日点距离)

简单地说,太阳辐照度在远日点和近日点之间增加了6.8%,或从3.4%的平均值变化

10. !!!本周(上一节加这一节)重点掌握

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 多普勒效应

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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