热辐射基础知识 ppt课件
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热辐射辐射(radiation)指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象。
由于物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的电磁波辐射,称为热辐射。
电磁波具有波粒二象性电磁理论与量子理论电磁波同时具有波动性和粒子性电磁波的数学描述:c λν=c ,某介质中的光速, 0c c n=80 3.010c ≈⨯m/s 为真空中的光速n 为介质的折射率。
λ,波长;ν,频率,单位s -1。
真空n =1;空气n =1.0003电磁波的波谱γ射线:λ<5×10-5μmX射线:5×10-7μm<λ<5×10-2μm 紫外线:4×10-3μm<λ<0.38μm 可见光:0.38μm<λ<0.76μm 红外线:0.76μm<λ<103μm无线电波:λ>103μmλ,波长↑以波长25μm为界,分为近红外区和远红外区。
无线电技术10-6 10-5 10-4 10-3 10-1 10102 103 1041热辐射:λ=0.1~100μm ,包括可见光、部分紫外线和红外线。
微波103<λ< 106μm◆热辐射特点(Thermal radiation)✓任何物体,只要温度高于0K,就会不停地向周围空间发出热辐射。
✓无需介质,可以在真空中传播,如太阳辐射。
✓伴随能量形式的转变。
物体热力学能♒电磁波能♒物体热力学能✓物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。
高温物体低温物体物体间通过相互热辐射与吸收传递热量的过程。
◆辐射换热影响因素物体本身的温度、表面辐射特性物体的大小、几何形状及相对位置两个物体温度相等→净辐射换热量为零热量传递方式:热传导、对流换热、辐射换热Thank You!。
热辐射过程热辐射热传递方式传导辐射对流微观粒子的热运动流体的宏观运动电磁波辐射电磁波可见光0.38~0.76μm红外线0.76~1000μm紫外线0.004~0.38μm热辐射•理论上全部•常用0.1~100μm–2000K 以下热辐射:由于物体内部微观粒子热运动而发射的辐射热辐射的过程辐射能热能热能◆热辐射特点:⏹伴随着热能和辐射能的相互转化⏹不依赖中间媒介⏹热量传递是双向的⏹温度0K 以上就能发射热辐射⏹温度越高热辐射能力越强辐射投入辐射单位时间内投射到单位面积物体表面上的全波长范围内的辐射能,单位W/m2吸收反射透射G G G Gαρτ++==GGGGGGαρταρτ⎧⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩吸收比:反射比:透射比:1αρτ++=辐射如果只考虑某一波长的投入辐射GλG G G Gαλρλτλλ++==GGGGGGαλλλρλλλτλλλαρτ⎧⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩光谱吸收比:光谱反射比:光谱透射比:1λλλαρτ++=热辐射作用的分类1,0=+=ρατ负相关◆大多数固体和液体⏹极短距离内吸收完表面辐射◆不含颗粒气体⏹几乎没有反射能力1,0=+=ταρ负相关容积辐射辐射表面的分类取决于表面粗糙度1ρ=镜体白体1τ=(绝对)透明体1α=(绝对)黑体灰体光谱辐射特性不随波长变化==λλλααρρττ=,,辐射能在表面上方各个方向均匀分布反射角等于入射角λxλx黑体的重要性◆黑体:⏹能将所有投射在它上面的辐射能全部吸收,吸收辐射的能力最强。
⏹相同温度波长下,发射辐射的能力最强。
⏹是一种理想物体,自然界中不存在。
⏹可制造出人工黑体模型。
黑体炉Thank You!。