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天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

热辐射、基尔霍夫定律

一、几种不同形式的辐射

物体向外辐射将消耗本射的能量。要长期维持这种辐射，就必须不断从外面补

偿能量，否则辐射就会引起物质内部的变化。在辐射过程中物质内部发生化学变化

的，叫做化学发光。用外来的光或任何其它辐射不断地或预先地照射物质而使之发

光的过程叫做光致发光。由场的作用引起的辐射叫场致发光。另一种辐射叫做热辐

射，这种辐射在量值方面和按波长分布方面都取决全辐射体的温度。

任何温度的物体都发出一定的热辐射。

一物体500?左右，暗红色。随温度不断上升，辉光逐渐亮起来，而且波长较

短的辐射越来越多。1500?变成明亮的白炽光。同一物体在一定温度下所辐射的能

量，在不同光谱区域的分布是不均匀的，而且温度越高，光谱中与能量最大的辐射

相对应的频率也越高。在一定温度下，不同物体所辐射的光谱成份有显著的不同。

二、辐射出射度和吸收比

,,,，d,从上面知道:在单位时间内从物体单位面积向各个方向所发射的，频率

在

d,d,d,范围内的辐射能量与和T有关，而且足够小时，可认为与成正比,

d,,Ed,,,T,T

是和T的函数，叫做该物体在温度T时发射频率为的单色辐射出射度(单色

E,,,,T

辐出度)。它的物理意义是从物体表面单位面积发出的，频率在附近的单位频

率间隔内的,

辐射功率。它反映了在不同温度下，辐射能量按频率分布的情况。单位为

22W/m,J/m,s

天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

从特体表面单位面积上所发出的各种频率的总辐射功率，称为物体的辐射出射

度。用

表示:,(T)0

,,,(T),d,,Ed,0,,T,,T,,00

E,(T)只是温度的函数。和,(T)同表面情况有关。,,T00

另一方面，当辐射照射到某一不透明物体表面时，其中一部分能量将被物体散

射或反

,，d,d,射，另一部分能量则被物体所吸收。用表示频率在和范围内照射到温

度为,,,T

,d,T的物体的单位面积上的辐射能量;表示物体单位面积上所吸收的辐射能

量，则,,T

,d,,,TA,,,Td,,,T

叫做该物体的吸收比。

0,A,1，吸收比同,,T，和物体及表面情况有关。,,T

三、基尔霍夫定律

和之间有着一定的联系。EA,,T,,T

将温度不同的物体P，P，P放在一个密闭的理想绝热容器里，如果容器内部是

真空123

的，则物体与容器之间及物体与物体之间只能通过辐射和吸收来交换能量，当

单位时间内辐射体发出的能量比吸收的较多时，它的温度就下降，这时辐射就会减

弱。相反辐射将增强。经过一段时间，系统将建立热平衡，此时各物体在单位时间

内发出的能量恰好等于吸收的能量。由此可见，在热平衡的情况下。由此可见，在

热平衡的情况下，单色辐出度较

天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

E,,T大的物体，其吸收比也一定较大。1859年，基尔霍夫指出:物体的与物

体,f(,,T)A,,T的性质无关，而只是频率和温度的普适函数。

图7-1

?7—2黑体辐射