2021-2022學年高二物理競賽課件：黑體輻射的描述（16張PPT）

1、黑體輻射的描述2任一物體輻射出去的能量必定等于在相同時間內(nèi)吸收的能量，這種熱輻射稱為平衡輻射。 熱平衡時絕對黑體， 0 (, T ) = 1 ，所以 這表示，任何物體的單色輻出度與單色吸收比之比，等于同一溫度下絕對黑體的單色輻出度， 這就是基爾霍夫輻射定律。 3單色輻出度M(T)與輻出度M(T)的關(guān)系 為單色輻射出射度，簡稱單色輻出度。物體不僅輻射電磁波，還能吸收和反射電磁波。4單色吸收比 (,T) ： 溫度為T的物體吸收波長在到+d范圍內(nèi)的電磁波能量與相應(yīng)波長的入射電磁波能量之比 。單色反射比r (,T) ： 溫度為T的物體反射波長在到+d范圍內(nèi)的電磁波能量與相應(yīng)波長的入射電磁波能量之比。

2、對不透明物體5假如有一個物體在任何溫度下對任何波長的入射輻射能的吸收比都等于1，即 0 (, T ) = 1，這種理想物體為絕對黑體,簡稱黑體。 由不透明材料做的帶小孔的空心容器-空腔（右圖）的電磁輻射就可以認為是黑體輻射（動畫）。 小孔口表面可近似當作黑體。6商用黑體輻射校正源（黑體爐） 是校驗輻射溫度儀表理想的設(shè)備。 7黑度灰體輻射能力與同溫度下黑體輻射能力之比，以表示：固體材料的吸收率和反射率的大小取決于物體的性質(zhì)，溫度和表面狀況。8材料溫度紅磚200.93耐火磚0.80.9鋼板(氧化的)2006000.8鋼板(拋光的)94011000.550.61鋁(氧化的)2006000.110.1

3、9鋁(拋光的)2255750.0390.057銅(氧化的)2006000.570.87銅(拋光的)0.03鑄鐵(氧化的)2006000.640.78鑄鐵(拋光的)3309100.60.7某些工業(yè)材料的黑度9熱輻射的基本特征是向外輻射的電磁波譜與溫度密切相關(guān)。溫度越高，電磁波譜中包含的短波成分越多；溫度越低則長波成分越多。如下圖所示，固體在不同溫度下輻射的譜線顏色不同： 10 紅外圖像是利用紅外熱像儀接受來自目標和景物的紅外輻射,經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換,將不可見 的輻射轉(zhuǎn)變成可見的圖像 。11Cool HotThermographic pictures / Infrared pictures 12Ther

4、mal image of a horse 13Thermal imaging of buildings: infrared / thermal image of a house14 1982年4月6月，英國和阿根廷之間爆發(fā)馬爾維納斯群島戰(zhàn)爭。4月13日半夜，英軍攻擊阿軍據(jù)守的最大據(jù)點斯坦利港。3000名英軍突然出現(xiàn)在阿軍防線前。英國的所有槍支、火 炮都配備了紅外夜視儀，能夠在黑夜中清楚地發(fā)現(xiàn)阿軍目標。 15 而阿軍卻缺少夜視儀，不能發(fā)現(xiàn)英軍，只有被動挨打的份。在英軍火力準確的打擊下，阿軍支持不住，英軍趁機發(fā)起沖鋒。到黎明時，英軍已占領(lǐng)了阿軍防線上的幾個主要制高點，阿軍完全處于英軍的火力控制下。6月14日晚9時，14 000名阿軍不得不向英軍投降。英軍領(lǐng)先紅外夜視器材贏得了一場兵力懸殊的戰(zhàn)斗 16單色輻出度與單色吸收比間的關(guān)系設(shè)想：真空容器中放置有若干不同物體A1、 A2 、 A3、和一個黑體B。物體間