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热辐射及其本质
发布日期:2014-11-20 19:56:30 浏览次数:2027次

  热辐射,thermal radiation ,物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。由于电磁波的传播无需任何介质,所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。

  (1) 辐射 人体热辐射[1]

  :物体以电磁波的方式向外传递热量的过程。

  (2) 辐射能:物体以电磁波的方式向外传递的能量。

  通常以辐射表示辐射能。

  (3) 热辐射:因热引起的电磁波辐射称为热辐射。它是由物体内部微观粒子在运动状态改变时所激发出来的。激发出来的能量分为红外线、可见光和紫外线等。其中红外线对人体的热效应显著。

  (4) 能量转换:内能->辐射能->辐射能->内能

  A 物体(发射)----> B 物体(吸收)

  (5) 辐射换热:是指物体之间相互辐射和吸收过程的总效果。当物体的温度处于平衡时,则它们之间辐射和吸收的能量相等,处于热的动平衡状态。

  (6) 电磁波的速率、波长和频率的关系:

  c= nl

  电磁波的特性取决于波长或频率。在热辐射分析中通常用波长来描述电磁波。

  (7) 电磁波的波谱

  热射线的本质决定了热辐射过程有如下特点:

  (1) 它是依靠电磁波向物体传输热量,而不是依靠物质的接触来传递热量。

  (2) 辐射换热过程中伴随着能量的两次转换:物体的内能 ® 辐射能;

  (接受)辐射能 ® (转换)内能

  (3) 一切物体只要其温度 T>0K ,都在不断发射热射线。

  电磁波具有波粒二象性。

  2.辐射能的吸收、反射、透射

  热射线与光的特性相同,所以光的投射、反射、折射规律对热射线也同样适用。

  3. 根据能量守恒定律有:

  Q= Qr + Qa + Qd

  1= Qr / Q + Qa / Q + Qd/ Q

  =r+a+d

  r ——反射率; a ——吸收率; d ——透过率。

  当吸收率 a=1 时,表明物体能将投射到它表面的热射线全部吸收,称为绝对黑体,简称黑体。

  当反射率 r =1 时,表明物体能将投射到它表面的热射线全部反射出去,称为绝对白体,简称白体。

  当是镜反射(入射角 = 反射角)则称镜体。

  当 d=1 时,称为绝对透明体,简称透明体,又称介热体、透热体。

  应该指出:上面所说的黑体、白体、透明体均是对热射线而言,而不是对可见。

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