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第五章玻璃中的辐射传递和吸收辐射
汇报人：AA
2024-01-20
辐射传递基本概念
玻璃中辐射传递特性
辐射传递原理及模型
玻璃中吸收辐射过程分析
实验方法及结果分析
应用前景及挑战
contents
目
录
辐射传递基本概念
01
辐射传递是指能量以电磁波的形式在空间中传播的过程。在玻璃中，辐射传递主要涉及太阳辐射的传递和玻璃自身热辐射的传递。
太阳辐射经过大气层被削弱后，以短波辐射的形式投射到玻璃表面，一部分被反射，一部分被吸收，剩余部分则透过玻璃进入室内。
玻璃自身也会因为温度差异而产生热辐射，以长波辐射的形式在室内外空间进行传递。
当太阳辐射投射到玻璃表面时，一部分能量会被反射回大气中。反射程度取决于玻璃的反射率和入射角。
反射
玻璃会吸收部分太阳辐射能量，使其自身温度升高。吸收程度取决于玻璃的吸收率和太阳辐射的波长。
吸收
剩余的太阳辐射能量会透过玻璃进入室内，为室内提供光照和热量。透射程度取决于玻璃的透射率和太阳辐射的波长。
透射
包括反射率、吸收率和透射率等，这些性能决定了玻璃对太阳辐射的反射、吸收和透射能力。
玻璃的光学性能
太阳辐射的强度随时间和地理位置的变化而变化，波长则决定了辐射能量的分布。不同波长的太阳辐射对玻璃的影响不同。
太阳辐射的强度和波长
大气中的气体、颗粒物和水汽等会对太阳辐射进行吸收和散射，从而影响到达玻璃表面的太阳辐射强度。
大气条件
玻璃的温度和室内外温差会影响玻璃的热辐射传递。温差越大，热辐射传递越显著。
玻璃的温度和室内外温差
玻璃中辐射传递特性
02
玻璃对辐射的透过能力，用透过率表示，其大小与玻璃的厚度、成分及辐射波长有关。
辐射透过率
不同波长的辐射在玻璃中的透过率不同，玻璃对某些波长的辐射具有较高的透过率，而对其他波长的辐射则具有较低的透过率。
光谱选择性
玻璃的厚度、成分、制造工艺及表面状态等因素都会影响其辐射透过性。
影响因素
03
影响因素
玻璃的折射率、表面光洁度、入射角及辐射波长等因素都会影响其辐射反射性。
01
辐射反射率
玻璃对辐射的反射能力，用反射率表示，其大小与玻璃的折射率、入射角及辐射波长有关。
02
镜面反射和漫反射
镜面反射是指入射光线被玻璃表面平滑地反射回去，而漫反射则是指入射光线在玻璃表面发生散射，向各个方向反射。
辐射吸收率
01
玻璃对辐射的吸收能力，用吸收率表示，其大小与玻璃的厚度、成分及辐射波长有关。
选择性吸收
02
玻璃对某些波长的辐射具有较高的吸收率，而对其他波长的辐射则具有较低的吸收率。
影响因素
03
玻璃的厚度、成分、制造工艺及温度等因素都会影响其辐射吸收性。此外，当玻璃中含有某些特殊成分时，如着色剂或吸热剂等，会显著提高其辐射吸收能力。
辐射传递原理及模型
03
基于黑体辐射理论，假设玻璃为完美黑体，适用于高温环境。
黑体辐射模型
将玻璃视为灰体，考虑其光谱选择性，适用于中低温环境。
灰体辐射模型
针对透明玻璃，考虑其透射、反射和吸收特性，适用于光学性能分析。
透明介质辐射模型
辐射强度方程
描述玻璃内部各点辐射强度的分布和变化，涉及光源、反射、透射等因素。
能量守恒方程
根据能量守恒原理，建立玻璃内部辐射能流量与温度、物性参数等的关系。
边界条件
确定玻璃表面与外界环境的辐射交换条件，如反射率、透射率等。
03
02
01
玻璃中吸收辐射过程分析
04
原子或分子能级跃迁
玻璃中的原子或分子吸收特定波长的辐射后，从低能级跃迁到高能级。
电子激发
辐射能量被玻璃中的电子吸收，导致电子从基态激发到激发态。
热振动增强
吸收辐射后，玻璃原子的热振动幅度增加，导致内能升高。
玻璃成分
不同成分的玻璃具有不同的吸收特性，如氧化铅玻璃对X射线有强吸收作用。
辐射波长
玻璃对不同波长的辐射具有选择性吸收，某些波长的辐射可能更容易被吸收。
温度
随着温度升高，玻璃的吸收系数可能发生变化，影响其对辐射的吸收能力。
玻璃厚度
较厚的玻璃对辐射的吸收更多，因为辐射需要穿过的物质更多。
实验方法及结果分析
05
1
2
3
选用具有稳定辐射输出的光源，如黑体辐射源或激光源，确保实验过程中辐射强度的稳定性。
辐射源选择
准备不同厚度、成分和工艺的玻璃样品，以便研究这些因素对辐射传递和吸收的影响。
玻璃样品准备
采用高精度的辐射测量仪器，如光谱仪、辐射计等，对实验过程中的辐射强度进行实时监测和记录。
辐射测量设备
透过率与波长的关系
实验结果显示，不同玻璃样品在不同波长下的透过率存在显著差异。一般来说，随着波长的增加，玻璃的透过率逐渐提高。
吸收率与厚度的关系
实验数据表明，玻璃样品的吸收率随其厚度的增加而增加。这是因为较厚的玻璃会吸收更多的辐射能量。
成分和工艺对辐射性能的影响
实验结果还揭示了玻璃成分和工艺对其辐射性能的影响。例如，添加某些特定
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