牡丹江黑体辐射源-智拓仪表-黑体辐射源工作原理

黑体辐射源实验原理：

　　早在1859年，德国物理学家基尔霍夫在总结当时实验发现的基础上，用理论方法得出一切物体热辐射所遵从的普遍规律：在相同的温度下，各辐射源的单色辐出度Mi（λ，T）与单色吸收率αi（λ，T）成正比，黑体辐射源校准规范，其比值对所有辐射源（i=1，2，┄）都一样，是一个只取决于波长λ和温度T的普适函数。而黑色物体对可见光能强烈吸收，则当获取能量时也应有在可见光区的强烈辐射，因而从黑体辐射的角度研究确定普适函数的具体形式就具有极大的吸引力。显然，如果单色吸收率αi（λ，T）=1，则该辐射源的单色辐出度Mi（λ，T）就是要研究的普适函数。而αi（λ，T）=1的辐射体就是黑体，简称黑体。黑体的辐射亮度在各个方向都相同，即黑体是一个完全的余弦辐射体，黑体辐射源制造，辐射能力小于黑体，但辐射的光谱分布与黑体相同的温度辐射体称为灰体。

　　任何物体，只要其温度在零度以上，就向周围发射辐射，这称为温度辐射; 只要其温度在零度以上，也要从外界吸收辐射的能量。处在不同温度和环境下的物体，都以电磁辐射形式发出能量，而黑体是一种完全的温度辐射体，即任何非黑体所发射的辐射通量都小于同温度下的黑体发射的辐射通量；并且，非黑体的辐射能力不仅与温度有关，而且与表面的材料的性质有关，而黑体的辐射能力则仅与温度有关。在黑体辐射中，存在各种波长的电磁波，其能量按波长的分布与黑体的温度有关。

黑体辐射的光谱分析——普朗克辐射定律

　　1900年，对热力学有长期研究的德国物理学家普朗克综合了维恩公式和瑞利-琼斯公式，牡丹江黑体辐射源，利用内插法，引入了一个自己的常数，结果得到一个公式，而这个公式与实验结果相符，黑体辐射源工作原理，它就是普朗克公式，即普朗克辐射定律。此定律用光谱辐射度表示。

　　一辐射常数C1 =2πhc2= 3.74×10-16 （瓦×米2）

　　第二辐射常数C2 =hc/K=1.4398′10-2（米×开尔文）

K—玻尔兹曼常数

　　黑体的频谱亮度随波长的变化关系曲线图。每一条曲线上都标出黑体的温度。 与诸曲线的大值相交的对角直线表示维恩位移线 。

　　维恩位移定律

　　即光谱亮度的大值的波长λ，与它的温度T成反比：λmax=A/T

　　而A为一常数，即维恩常数，A=2.896′10-3 （米×开尔文）

　　L max=4.10T5′10-6（瓦特/米3.球面角.开尔文5）

　　随温度的升高，黑体光谱亮度的大值的波长向短波方向移动。

黑体辐射源空腔结构通常有以下几种:

　　球形、圆锥圆柱形柱形、双棱锥形、内锥形。空腔底部为了提高发射率操用正锥、倒锥或沟槽结构，在空腔选材上多采用材料发射率较大的材料。

W对腔体各种形状的发射率计算可采用Gouffe理论的经验公式:

1-EA1 (Ste 01St式中:A为腔体开孔面积;St为空腔整个内表面积(包括开孔面积)，R为腔体开孔半径，So为腔的深度。

在材料发射率、腔体长度和开口半径相同的前提下，由上述经验公式计算出来的发射率大小次序为:球形、圆锥圆柱形、柱形、双棱锥形、内锥形。在设计腔体形状时，以上可以作为参考，和实际工作要求结合起来选择。