在初步認(rèn)識了紅外輻射的基本性質(zhì)和度量標(biāo)準(zhǔn)之后,本節(jié)將討論紅外輻射遵循的基本定律。 AD8361ARTZ-REEL7這里討論的輻射基本定律在整個電磁輻射波譜范圍內(nèi)都是適用的。下面將從輻射能量的產(chǎn)生、分布和傳遞幾個方面介紹紅外輻射中的幾個重要的定律和公式。

    比輻射率和基爾霍夫定律

   世紀(jì)后半期,物理學(xué)家一直在試圖解釋熱輻射體的光譜能量分布。18ω年,基爾霍夫在研究輻射傳輸?shù)倪^程中發(fā)現(xiàn):在任意給定的溫度下,輻射通量密度和吸收系數(shù)之比,對任何材料都是常數(shù)。

   為了更好地闡述自己的觀點,基爾霍夫引人了“黑體”的概念。所謂黑體就是能夠完全吸收全部譜段的入射輻射的物體。根據(jù)基爾霍夫的觀點,黑體具有最好的吸收能力,則其必然也是最好的輻射體。因此,可以把黑體作為物體輻射能力衡量的一個標(biāo)準(zhǔn),它是任何其他輻射源可以與之進行比較的最有效的輻射體。

   一個輻射源的比輻射率即是指它的輻射能力與黑體輻射能力之比。有些文獻上也把比輻射率稱為其發(fā)射本領(lǐng)[2]。物體比輻射率的嚴(yán)格物理定義為:物體自身的輻射通量密度W與具有同一溫度的黑體輻射通量密度吼之比,通常用符號ε。

   分別為兩種不同的物體在其熱力學(xué)溫度為Γ時的輻射通量密度;αA1和αA2分別是兩種不同的物體在其熱力學(xué)溫度為r時的吸收率;吼即為黑體(α:=1)在溫度r時的輻射通量密度以Tl是一個僅與溫度相關(guān)的函數(shù)。