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1、会计学1热辐射定律热辐射定律(dngl)及辐射源及辐射源第一页，共23页。2.1黑体黑体(hit)辐射的基本定律辐射的基本定律 基尔霍夫定律基尔霍夫定律(dngl)(dngl)是一切物体热辐射的普遍定律是一切物体热辐射的普遍定律(dngl):(dngl):吸吸收本领大的物体，其发射本领也大收本领大的物体，其发射本领也大,如果物体不能发射某波长的辐射，如果物体不能发射某波长的辐射，则也不能吸收该波长的辐射。绝对黑体对于任何波长在单位时间，单位则也不能吸收该波长的辐射。绝对黑体对于任何波长在单位时间，单位面积上发出或吸收的辐射能都比同温度下的其它物体要多。面积上发出或吸收的辐射能都比同温度下的其它
2、物体要多。引入辐射(fsh)发射率或比辐射(fsh)率 0 1 是、T和表面性质的函数 黑体，=1；灰体，=1，与波长无关 选择体，T)的黑体光谱辐射出射度成比例。第14页/共23页第十五页，共23页。色温和色温和(wnh)相关色温相关色温 色色温温是是颜颜色色温温度度的的简简称称。当当发发射射体体和和某某温温度度的的黑黑体体有有相相同同的的颜颜色色时时,黑黑体体温温度度称称为为发发射射体体的的色色温温。即即色色温温是是人人眼眼主主观观(zhgun)(zhgun)色色度度感感觉觉上上把把光光源源作作为为一一定定温温度度的的黑黑体体来来描描述述。色色温温的的概概念念不不仅仅限限于于人人眼眼色色觉
3、上的一致觉上的一致,可扩展到任意波长。可扩展到任意波长。根根据据色色度度学学,色色具具有有同同色色异异谱谱的的性性质质,即即相相同同的的颜颜色色可可由由具具有有不不同同的的光光谱谱能能量量分分布布特特性性的的光光构构成成。因因此此,色色温温不不能能象象分分布布温温度度那那样样近近似似说说明明光光源源的的光光谱谱能能量量分分布布特特性性,但但对对于于具具有有不不连连续续光光谱谱的的发发射射体体或或具具有有连连续续光光谱谱但但其其光光谱谱能能量量分分布布特特性性与与黑黑体体相相差差甚甚大大的的发发射射体体,可可用用色温来描述。色温来描述。任任意意光光源源的的色色只只能能说说与与某某一一温温度度黑黑
4、体体的的色色相相近近，不不可可能能完完全全相相同同。相关色温就是发射体和某温度的黑体有最相近的色时黑体的温度。相关色温就是发射体和某温度的黑体有最相近的色时黑体的温度。第15页/共23页第十六页，共23页。色温和色温和(wnh)相关色温相关色温国际国际(guj)(guj)照明委员会照明委员会1960-UCS1960-UCS均匀色度均匀色度图图 由不同黑体温度(wnd)对应的色坐标点所连成的曲线普朗克轨迹。只要发射体的色坐标落在普朗克轨迹上，则这一点对应的黑体温度(wnd)就是发射体的色温。与普朗克轨迹正交的一组直线族称为等相关色温线。线上标出的数值是麦尔德(Mired)值，简写成MRD(Mic
5、ro Reciprocal Degrees)。第16页/共23页第十七页，共23页。色温和色温和(wnh)相关色温相关色温所所谓谓(suwi)“(suwi)“和和黑黑体体有有相相近近色色”并并不不严严格格，相相近近可可表表示示很很接接近近，也也可可以以是是相相差差甚甚远远但但却却能能找找到到一一个个与与某某温温度度黑黑体体的的色色最最近近似似的的相相关关色色温温值值，因因此此上上图图中中直直线线族族的的长长度度是是有有限限度度的的，约约与与1515麦麦克克亚亚当当(MacAdam)(MacAdam)阈值单位阈值单位(表示人眼恰能分辨色差异阈值的单位表示人眼恰能分辨色差异阈值的单位)相当；相当；
6、“色色差差异异多多大大就就不不能能用用相相关关色色温温表表示示”也也是是不不完完全全准准确确，等等相相关关色色温温线线提提供供了了衡衡量量待待测测色色和和黑黑体体色色之之间间近近似似差差异异程程度度的的可可能能，任任意意发发射射体体的的色色坐坐标标离离普普朗朗克克轨轨迹迹越越远远，用用黑黑体体色色来来描描述述发发射射体体色色的的可可能能性就越小。性就越小。当当光光源源的的光光谱谱分分布布和和黑黑体体相相近近时时,光光源源的的色色温温就就与与其其分分布布温温度度一一致致。在在可可见见光光谱谱范范围围内内,大大多多数数金金属属/非非金金属属的的发发射射率率随随波波长长增增加加而而下下降降/增长，其
7、色温比真实温度稍高增长，其色温比真实温度稍高/低。低。第17页/共23页第十八页，共23页。辐亮度辐亮度(lingd)温度温度n n实实际际发发射射体体在在某某一一波波长长(窄窄谱谱段段范范围围内内)的的光光谱谱辐辐亮亮度度和和黑黑体体在在某某一一温温度度同同一一波波长长下下的的光光谱谱辐辐亮亮度度相相等等(xingdng)(xingdng)时时，黑黑体体温温度度称称为为发发射射体体的的辐辐亮亮度度温温度度。如如果果波波长长在在可可见见光光谱谱范范围围内内用用人人眼眼(或或具具有有 人人 眼眼 光光 谱谱 光光 视视 效效 率率 响响 应应 的的 探探 测测 器器)来来 判判 断断 其其 间间
8、 亮亮 度度 相相 等等(xingdng)(xingdng)时，则称为亮度温度时，则称为亮度温度(简称亮温简称亮温)。n在波长处，温度为Tb的黑体辐亮度(lingd)L0(,Tb)与温度为T的辐射物体辐亮度(lingd)L(,T)相等，则Tb就是辐射物体的辐亮度(lingd)温度。第18页/共23页第十九页，共23页。辐亮度辐亮度(lingd)温度温度若若c2/c2/T1T1，用维恩近似，用维恩近似(jn s)(jn s)公式，有公式，有 若己知辐射体在选定波长的发射率，则由测得的辐亮度温度Tb可求出辐射体的真实温度T 辐射测温基本公式 由于待测辐射体的温度是客观(kgun)的，若取不同的测量
9、波长值,则辐亮度温度值可能随着改变。因此,工业光学高温计常用中心波长为0.65m的一个窄谱段来测温。第19页/共23页第二十页，共23页。辐亮度辐亮度(lingd)温度温度(1)(1)测温灵敏度测温灵敏度测温灵敏度测温灵敏度物理意义：c2/T表示辐射体单位相对温度变化引起相对辐亮度变化的比例，表征了辐射测温的灵敏度。(2)真实温度与辐亮度温度 由于辐射体的发射率总小于1，故T Tb，即辐射体的实际温度高于辐亮度温度。对具有确定工作(gngzu)波长的测温仪，可通过预先标定的温度修正表，对测得的辐亮度温度和辐射体的发射率进行查表，得到实际温度的修正值。第20页/共23页第二十一页，共23页。辐亮度辐亮度(lingd)温度温度(3)(3)环境辐射的影响环境辐射的影响环境辐射的影响环境辐射的影响 在测量中，由于在测量中，由于在测量中，由于在测量中，由于(,T)1,T)TbT Tb。(T)(T)越接近越接近1 1，T T和和TbTb在数值上越接近。在数值上越接近。第22页/共23页第二十三页，共23页。