黑体辐射( 二 )


黑体辐射

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T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)C—光速(2.998×10^8m/s )h—普朗克常数,6.626×10^-34 J·SK—玻尔兹曼常数(Boltzmann),1.3806505*10^-23J/K基本物理常数由图2.2(缺)可以看出:①在一定温度下,黑体的谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关,这就是维恩位移定律(Wien)λm T=2898(μm·K)λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)T—黑体的绝对温度(K)根据维恩位移定律,我们可以估算,当T~6000K时,λm ~0.48μm(绿色) 。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处 。
黑体辐射

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太阳辐射波谱密度分布当T~300K,λm~9.6μm,这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处 。②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度,不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处 。如果把B(λ,T)对所有的波长积分,同时也对各个辐射方向积分,那幺可得到斯特番—波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann),绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)B(T)= δT4 (W/m2)δ为Stefan-Boltzmann常数, 等于5.67×10?-8 W/m2·K4但现实世界不存在这种理想的黑体,那幺用什幺来刻画这种差异呢?对任一波长,定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内,真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比 。显然发射率为介于0与1之间的正数,一般发射率依赖于物质特性、 环境因素及观测条件 。如果发射率与波长无关,那幺可把物体叫作灰体(grey body),否则叫选择性辐射体 。