黑体辐射定律

维恩位移定律及其应用大纲黑体维恩位移定律阐明与验证应用黑体黑体是一个理想化物体，能够吸收外来的全部辐射，并且不会有任何的反射和透射。黑体所辐射出的电磁波和光线成为黑体辐射。黑体辐射的能量取决于黑体的温度From：维基百科.黑体（物理学）黑体辐射的过程•常温下：黑体放出的基本为红外线From：维基百科.黑体辐射、维基百科.黑体（物理学）•加热：逐渐呈现红、橙、黄、白、蓝•继续加热：辐射紫外光维恩位移定律描述了不同温度的黑体波谱之间的联系。From：维基百科.黑体辐射λmax:辐射的峰值波长T:黑体的绝对温度b:维恩位移常数物体越热，其辐射谱的波长越短λmax=b/T阐明与验证公式推导：From：刘立军,张春燕《基于维恩位移定律的一种光学测温系统》2(T)5121hcKThcWe一个温度为T的黑体，其辐出度与波长和温度的关系如下给定温度T，都有一个最大值。设这个最大值在辐射光谱中对应的波长为λmax，根据求导公式，对进行求导(T)W(T)W(T)0dWdmaxTb阐明与验证阐明与验证：用空腔上的小孔近似的代替黑体热能激发下，空腔壁中的谐振子振动，发出的辐射根据普朗克的假设，谐振子的能量分立谐振子发射或接收的辐射能也是分立的，与频率成正比From：黑体（物理学）--维基百科阐明与验证阐明与验证：在低温环境时：热能激发低频谐振子，空腔壁主要发射长波辐射在高温环境时：热能激发高频谐振子，幅度峰值向短波方向移动From：黑体（物理学）--维基百科应用—医疗应用From：刘立军,张春燕《基于维恩位移定律的一种光学测温系统》维恩位移定律揭示了峰值波长与温度之间的关系，可以取与太阳光效果相同的辐射热用于医疗领域。如图所示，人体的皮肤辐射波长的范围主要在2.5um~15um之间，其峰值波长约在9.5um处，其中8~14um的波长的辐射占人体辐射能的46%，因此，医用热像仪大多工作在8~14um波段，能够接受人体辐射能力最强部分的辐射。应用—工业应用From：刘立军,张春燕《基于维恩位移定律的一种光学测温系统》•根据维恩定律，可以成功的解释物体发光的颜色。•当刚才被加热到1000K左右时，其颜色为暗红色，当温度逐渐增加，就会依次变成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫诸色。这些颜色同用维恩位移定律的数学表达式计算所求的的峰值波长所对应的颜色相吻合。•因为在峰值波长处，辐射能量最大，压住了其他辐射波长的颜色，所以峰值波长所决定的颜色就格外显著。•利用这一现象，可以对实际工作进行指导，准确的判断在红外辐射加热过程中，所采用的辐射元件或辐射涂层所发射的峰值波长是否与被加热物体的吸收峰值波长相匹配。这在油漆固化、纸张、布匹等烘干的红外辐射加热过程中特别重要。因为这种最佳表层匹配，能够使入射辐射进入被加工的物体的浅表层，可被物体吸收转化成热能，从而达到快速加热的目的。谢谢~参考资料：维基百科.黑体（物理学）维基百科.黑体辐射曹鼎汉《维恩位移定律及其应用》刘立军,张春燕《基于维恩定律的一种光学测温系统》