黑体辐射色温

什么是黑人身体?

黑色的身体是任何无生命的身体,总是吸收完全落在它的所有辐射并辐射相同的能量,它在恒定温度下接收。

没有真正存在黑色的身体。但近似在实践中引起了一个完美的黑人的想法。根据该近似,黑色主体是一个中空绝缘外壳,其包含一个壁的小孔。
黑色的身体

入射能量进入黑体内部,再次反射,再次反射到黑色体的内壁上。

黑人身份充当一个完美的吸收器。无论是加热的,所有能量都会通过这个孔发射。弯曲的黑色体辐射如下所示。

黑色身体辐射曲线

从理论上讲,在特定温度下从黑体处辐射的总能量是固定的,而是在黑体的辐射期间,该总能量不是单波长的。相反,从该黑体辐射的总能量是各种波长,从零到无穷大。

从波长780nm到380nm到380nm,辐射能量在视觉感觉中。虽然我们不能观察波长小于370nm的辐射,但我们仍然可以以其他方式与这些辐射相互作用,例如,用一个Klystron Tube.生产微波能量,或发送无线电波的无线电(更多信息辐射测定测光)。

这里应注意,对于所有波长,每个波长的辐射能量不相同,而是随波长而变化。对于每个温度,每个波长的辐射能量变为最大的特定波长。

这意味着在特定温度;峰值光谱辐射存在处于特定波长。该波长(峰值能量辐射的波长)取决于该黑体的温度。随着温度的降低,根据上述图,曲线的峰值向右移动。这意味着在图中,随着温度的增加,每个曲线的峰值出现在较短的波长下。

随着能量辐射在所有波长发生时,曲线非常接近水平轴,但即使当波长无限长时,也不会接触轴。在任何温度下曲线包围的区域表示由黑体在该特定温度下辐射的总能量。如果温度变化,则辐射的总量也变化。如果我们连接所有曲线的峰值,我们将获得一个抛物线,如上图所示。

上图显示了光谱突出频率与波长。光谱探测装置是每单位波长每单位面积的功率。根据辐射物理,Stefan-Boltzmann法在此适用。该法律指出,所有波长的黑色主体的每单位面积区域的总功率与黑体温度的第四功率成正比。

在这里,米E.是每单位面积的辐射功率,T是kelvin的温度,并且也是σ是斯特凡-boltzmann常数。从黑体的这个孔发出这种力量。
根据Plank的法律

在哪里,pE.是每单位方向的每单位面积的辐射功率每单位定为每单位频率在温度T.上由该黑体频率。
h是普通常量;
k是Boltzmann常数;
C是真空中的光速;
T是身体的绝对温度。
υ是电磁辐射的频率;
在经典理论之后,维也纳证明,在该波长的峰值处,绝对温度给出恒定值,

以上表达式称为Wien的流离失所法。本法描述了通过上述图表中所示的曲线的峰值点的双曲线。

实用的黑人

但是在实际情况下,黑色odies将覆盖从约-20至3000摄氏度的温度范围(253k至3273 k)。因此,峰值波长为885nm至11500nm。885 nm处于可见范围,而11500 nm是红外线(IR)。黑色体的温度可以确定在冰点黑色体校准源中。

在室温下,黑体出现黑色。它辐射的大部分能量都是红外线的形式。由于人眼睛从不在光的强度非常低的光照下,人眼不能被人眼感染黑体红外线辐射。

所以在最低可见温度下在黑暗中观看的黑色主体即,只是微弱,看起来很灰色。当我们让黑色的身体变得一点时,它看起来很暗红色。再次增加黑体的温度。此外,它变得明亮的蓝白色。
色度图显示了黑体的色温。
色度图

下面给出的彩色棒,显示了黑色体的色温。

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