认识不同材质之辐射面与辐射强度之关系.
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热辐射与黑体辐射的关系与特性热辐射是指物体因温度而发出的电磁波,它是物体内部分子、原子、电子等运动引起的能量传递方式。
热辐射的特性与物体的温度有关,而黑体辐射则是指完全吸收所有入射辐射的物体,它能够以最高效率地发射热辐射。
热辐射与黑体辐射之间有着密切的关系,本文将探讨它们的关系与特性。
热辐射的特性之一是其频谱分布,即辐射能量在不同波长范围内的分布情况。
根据普朗克辐射定律,热辐射的频谱与物体的温度有关,温度越高,峰值频率越高。
而黑体辐射则是指完全吸收所有入射辐射的物体,它的频谱分布符合普朗克辐射定律。
因此,热辐射与黑体辐射之间的关系在频谱分布上是一致的。
除了频谱分布,热辐射还具有辐射强度的特性。
辐射强度是指单位面积和单位立体角内辐射的能量,它与物体的温度、波长和方向有关。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射的辐射强度与物体的温度的四次方成正比。
而黑体辐射是指完全吸收所有入射辐射的物体,它的辐射强度符合斯特藩-玻尔兹曼定律。
因此,热辐射与黑体辐射之间的关系在辐射强度上也是一致的。
此外,热辐射还具有辐射能量的特性。
辐射能量是指单位时间内单位面积的辐射能量,它与物体的温度和波长有关。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射的辐射能量与物体的温度的四次方成正比。
而黑体辐射是指完全吸收所有入射辐射的物体,它的辐射能量符合斯特藩-玻尔兹曼定律。
因此,热辐射与黑体辐射之间的关系在辐射能量上也是一致的。
此外,热辐射还具有能量传输的特性。
热辐射的能量传输是通过电磁波的形式进行的,它可以在真空中传播,不需要介质的存在。
而黑体辐射则是指完全吸收所有入射辐射的物体,它能够以最高效率地发射热辐射。
因此,热辐射与黑体辐射之间的关系在能量传输上也是一致的。
总结起来,热辐射与黑体辐射之间存在着密切的关系与特性。
它们在频谱分布、辐射强度、辐射能量和能量传输等方面都具有一致性。
研究热辐射与黑体辐射的关系与特性,有助于我们更好地理解热辐射现象的本质,以及在工程设计和科学研究中的应用。
辐射强度规律
辐射强度是指单位时间内通过单位面积的辐射能量。
根据传播距离的变化,辐射强度遵循逆平方定律。
逆平方定律是指当辐射源与接收点之间的距离翻倍时,辐射强度减小到原来的四分之一。
此定律可以用数学公式表达为:
I2 = I1 * (d1/d2)^2
其中,I1和I2分别表示距离源点d1和d2处的辐射强度。
根据逆平方定律,当距离翻倍时,辐射强度的平方倍数减小到原来的四分之一。
这个规律可以理解为,辐射源会在空间中同时向各个方向发射辐射能量,当距离变远时,同样的辐射能量需要在更大的面积上分散,因此单位面积上的辐射能量会减小。
逆平方定律在许多领域都有广泛应用。
在天文学中,它被用来解释星体的亮度变化。
根据逆平方定律,距离地球更远的星体会在我们的眼中变得更暗。
在放射性衰变中,逆平方定律也非常重要。
放射性物质的衰变速率与其辐射强度有关。
根据逆平方定律,当距离放射性物质更远时,其辐射强度会减小,从而使衰变速率下降。
此外,逆平方定律还在电磁辐射和声波传播中起作用。
电磁辐射的衰减也遵循逆平方定律,因此在无线电通信中,信号强度
会随着距离增加而减弱。
同样,声波的传播也遵循逆平方定律,因此远离声源的地方会听到较弱的声音。
总之,辐射强度遵循逆平方定律,我们在测量和应用辐射强度时需要考虑距离因素。
这个规律的理解对于许多领域的工程和科学有着重要的意义。
第1课时大气的垂直分层及对流层大气的受热过程学习目标1.掌握大气的垂直分层,理解对流层、平流层、高层大气的特点及与人类的关系。
2.掌握对流层大气的受热过程,理解大气的削弱作用和大气的保温作用。
知识导引一、大气的垂直分层1.大气垂直分层的依据:大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。
2.垂直分层二、对流层大气的受热过程1.大气对太阳辐射的削弱作用:主要表现为选择性吸收、散射和反射。
(1)选择性吸收:平流层中的臭氧吸收波长较短的紫外光,对流层中的水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外光。
(2)散射和反射:散射主要改变太阳光线的方向;云层或尘埃能反射太阳光线,云层越厚,对太阳辐射反射越强。
2.地面辐射和大气辐射(1)地面辐射:如图中的B ,从波长看,地面辐射属于长波辐射,地面辐射是对流层大气增温的直接能量来源。
(2)大气辐射:大气吸收地面辐射增温的同时,也向外辐射能量,即为大气辐射。
(3)大气逆辐射:射向地面的大气辐射称为大气逆辐射,如图中的C ,对地面起到保温作用;云量越大,大气逆辐射越强。
太阳辐射是短波辐射,而地面辐射和大气辐射是长波辐射。
物体温度越高,其辐射中最强部分的波长越短;反之,物体温度越低,其辐射能力越弱,辐射波长越长。
太阳表面温度高达6 000 K ,它的辐射能量主要集中在可见光部分(0.4微米~0.76微米),故被称为短波辐射。
地面温度和大气温度比太阳温度低得多,其辐射的波长范围主要集中在3微米~120微米之间的红外波部分,因而被称为长波辐射。
3.影响地面辐射的主要因素点拨:太阳辐射、地面辐射和大气辐射三者的波长关系为:太阳辐射<地面辐射<大气辐射。
探究点一 大气的垂直分层[核心归纳]1.大气的垂直分层地球大气从地面可延伸到数千千米高空,根据温度、密度和大气运动状况,可将其划分为对流层、平流层和高层大气,其主要特点及与人类关系如下表所示:(1)含义在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低,大约每升高100米,气温降低0.6 ℃。
天然花岗岩放射性辐射强度划分等级(类别)一览表-4产品介绍:国产花岗岩;规格齐全;规格大小与现货为准;价格与厂家现价为准产品特点:坚硬,耐磨技术指标:国标应用范围:花岗石剁斧板材多用于室外地面、台阶、基座等处;机创板材一般用于地面、台阶、基座、踏步、檐口等处,多用于室内外墙面,地面,柱面等的装饰,以及用于做旱冰场地面,纪念碑。
铭碑等橱柜构造中和我们入口食物接触最为密切的,就是台面。
台面的耐用性和抗菌性直接影响到我们日常的厨房生活,越来越多的消费者开始关注台面的环保和卫生问题。
那么,到底什么样的台面更环保呢?我们不妨仔细比较一下。
一、天然大理石色彩丰富、天然肌理但有裂纹缺陷容易出现破裂。
天然大理石有着各种美丽的纹理,但由于石材为多孔材料结构,它天生的细微裂纹,会在使用久了之后出现破裂。
裂纹处难以擦拭。
在日常清洁中,难免会有一些残渣随着抹布的擦拭永久性地填入裂纹中,成为细菌滋生的温床。
不可忽视的辐射。
天然的石材在自然界漫长的形成过程中,由于重金属物质的存在或多或少都会有一定的辐射性,可能会对人体健康产生危害。
环保指数★二、花岗岩密度大、硬度高、表面耐磨、抗菌性能好但是接缝不易处理密度大削弱隐藏污垢的隐忧。
作为传统的橱柜台面材料,花岗岩密度大、硬度高、表面耐磨,这在一定程度上减少了藏污纳垢的可能。
较好的抗菌性能。
与天然大理石相比在可用于厨房台面的材料中,花岗岩的抗细菌再生能力比较好。
天然材质的局限。
天然石材的长度通常不长,所以要想做成通长的整体台面(尤其是u 型、l型台面),就肯定会有接缝,这些接缝处同样容易隐藏污垢。
如果非常喜欢天然材料,那么具有很强抗菌能力的花岗岩是个比较理想的选择,只不过要格外注意施工工人的接缝水平。
环保指数★★★三、不锈钢抗菌性能最好但过于冰冷良好的抗菌性能试验表明,在目前所有可用于厨房台面的材料中,不锈钢的抗细菌再生能力排名第一。
容易受伤的外表。
不锈钢台面外表很前卫,而且亮晶晶的不显脏。
6-1
實驗六 熱輻射
【目 的】
1. 認識不同材質之輻射面與輻射強度之關係。
2. 瞭解輻射源的強度和距離的關係。
3. 驗證輻射體,輻射強度RT4。
【原 理】
1. 根據Kirchhoff’s law,輻射強度與溫度之關係為:
R
:熱幅射強度
RT
4
:和物體材質有關
T
:絕對溫度
:Stefan-Boltzmann constant
2. 考慮一點輻射源,向四面八方均勻輻射,令距離輻射源r1、r2處的輻射強度
分別為I1、I2,但因各球面的總功率相同
222121
44IrIr
IIr
r
122
2
1
2
即對一點輻射源而言,輻射強度和距離平方成反比。
【器 材】
Leslie’s Cube ×1 燈泡 ×1
電源供應器 ×1 安培計 ×1
微伏特計 ×1 米尺 ×1
微歐姆計 ×1 熱電錐 ×1
6-2
【步 驟】
◎ 第一部份:
1. 裝置如 Fig.1。加熱幅射立方體,
功率調至最大,待歐姆計值降至
40K,再將功率調至5.0。
(以最快的方法達到某定溫)
2. 待歐姆計值不再下降,固定輻射
探測器和各面之距離,記錄各面
之輻射強度。
3. 調整功率分別為6.5、8.0、10.0
重複步驟2。(代表3種溫度)
◎第二部份:
1.改變裝置如 Fig.2,先不通電源,
測量室溫時之溫度Tref及高功率
燈泡之電阻Rref。
2.打開電源供應器,改變不同電壓讀取電流及微伏計電壓值。
3. 利用 TRRRTreforefref (其中
o
K451031.
)
計算燈泡之溫度。
4. 畫出 Irad vs T 及 Irad vs T4之關係圖。
Fig.1
6-3
◎第三部份:
1.改變裝置如 Fig.3。
2.將電源供應器調整電壓為10伏特。
3.改變熱電錐與燈泡之距離,記錄距離與電壓值。
4.作輻射強度與距離平方反比之關係圖。
【注意事項】
1. 燈泡所加電壓勿超過10伏特。
2. 注意周邊背景輻射量。
【問題討論】
1. 根據你的實驗結果,列出四個輻射面的輻射強度。
2. 由實驗所得數據,是否和Iradr12相符合?
3. 寫出第二部份步驟3中的 o 之物理意義。
4. 試述“黑色物質”與“黑體”之區別
【參考資料】
Zemansky: “Heat and Thermodynamics”, 7
th
ed. , chap4