热辐射 ---发射辐射能是各类物质的固有特性
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２、热辐射的特点
① 不需要物体直接接触。热辐射不需中间介质，可以在真 空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效。 ② 在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能 量形式的转化。 辐射：辐射体内热能→辐射能；
吸收：辐射能→受射体内热能
③ 只要温度大于 0K 就有能量辐射。不仅高温物体向低温 物体辐射热能，而且低温物体向高温物体辐射热能，总的 结果是热由高温传向低温。 ④ 物体的辐射能力与其温度性质有关，与绝对温度的四 次方成正比。
辐射能的吸收、反射和透射
若投射能量是某波长下的（单色）辐射（Spectral）： αλGλ + ρλGλ +τλGλ = Gλ 或 αλ + ρλ +τ λ =1
其中：αλ、ρλ、τ λ—光谱吸收率、光谱反射率、光谱透射率
或（单色吸收率、单色反射率、单色透射率） α、ρ、τ 及αλ、ρλ、τ λ是物体表面的辐射特性，与物体的 性质、温度及表面状况有关；全波长的特性α、ρ、τ 还与 投射能量的波长分布有关。
15.光谱(单色)辐射强度
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二、黑体热辐射的基本定律
简答
1. 2. 3. 4. 热辐射的特点。 气体、固体和液体辐射能的吸收、反射和透射如何？ 简要说明黑体、白体与黑色物体、白色物体的不同。 写出黑体辐射基本定律的数学表达式，并分别说明其 描述的内容。 ① Stefan-Boltzmann 定律； ② 普朗克（Planck）定律； ③ 维恩（Wien）位移定律； ④ 兰贝特（Lambert）定律。
αG + ρG +τG = G
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固体表面两种极端情况：镜反射、漫反射图Biblioteka -3镜反射图8-4
漫反射
镜反射（Specular reflection）：入射角=反射角，表面粗糙 度<投入辐射波长，例如：光滑的金属表面、玻璃、塑料等； 漫反射（Diffuse reflection）：被反射的辐射能均匀分布在 各方向，表面粗糙度>投入辐射波长，一般粗糙非金属表面 接近于漫反射。 13
第八章 热辐射基本定律及辐射特性
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回答下列问题
一、热辐射现象的基本概念
名词解释
1. 辐射（Radiation）
2. 热辐射(Thermal radiation)
3. 辐射传热 4. 镜面反射(Specular reflection)
5. 漫反射(Diffuse reflection)
6. 黑体(Black body) 7. 白体(White body)
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物体辐射能的吸收、反射和透射
• 气体：对辐射能几乎没有反射能力，ρ = 0，α +τ =1； • 固体和液体：分子排列非常紧密，投射辐射能在进入物体很 小距离内就被全部吸收，具有在物体表面上进行的特点而不 涉及物体内部如：金属导体：该距离约为1 μm；非导体： 1000 μm，故：对一般固体和液体： τ = 0，α + ρ =1； • 黑体：能全部吸收外来射线的物体，α =1； • 白体：能全部反射外来射线的物体，ρ =1； • 透明体：能被外来射线全部透过的物体，τ =1； • 自然界中并不存在黑体、白体和透明体；它们只是实际物体 热辐射性能的理想模型：煤烟α=0.96；高度磨光的纯金 α=0.98，黑体是一个理想的吸收体，它能吸收来自各个方向 15 、各种波长的全部投射能量。
• 注意：
黑体、白体与黑色物体、白色物体不同，颜色是对可见
光而言的，黑体、白体及透明体都是对全波长而言的， 而可见光只占全波长中的一小部分。故：物体对外来全 波长射线的吸收能力的高低，不能凭物体的颜色来判断 ，白颜色物体（反射的射线在可见光部分呈白色）不一
定是白体；黑颜色物体不一定是黑体。
例如：雪对可见光是良好的反射体，对肉眼是白色的， 但对红外线几乎能全部吸收α = 0.985；ε = 0.8，白布 和黑布对可见光吸收率不同，但对红外线的吸收率基本 相同，玻璃只透过可见光，对λ > 3μm的红外线不透明
8. 透明体(transparent body)
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回答下列问题
一、热辐射现象的基本概念
名词解释 9. 辐射力（Emissive power） 10.光谱辐射力(Spectral Emissive power)
11.定向辐射力
12.光谱定向辐射力 13.立体角(Solid angle)
14.辐射强度(I) (或定向辐射强度),(Directional radiation intensity)
电磁波波长从几万分之一微米到数千米
图8-1 电 磁 辐 射 波 谱
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2、电磁波的波谱
可见光：λ = 0.38 ~ 0.76μm； 紫外线、x射线、γ 射线等：λ < 0.38μm ； 红外线：λ = 0.76 ~ 1000μm ； 无线电波：λ >1000μm； 热射线：λ = 0.1~ 100μm；包括可见光、部分紫外线红外线 ； 太阳辐射主要能量集中在0.2~2 μm波长范围
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8.1
热辐射现象的基本概念
8.1.1 热辐射的定义和特点
１、基本概念 辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式。 热辐射:由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射,发 射辐射能是各类物质的固有特性。 辐射传热:物体之间相互辐射和吸收的总效果。当物体与环 境处于热平衡时，其表面上的热辐射仍在进行，但净辐射 传热量等于零。 5
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２、热辐射的特点 ③ 只要温度大于 0K 就有能量辐射。不仅高温物体向低温 物体辐射热能，而且低温物体向高温物体辐射热能，总的 结果是热由高温传向低温。
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8.1.2 从电磁波的角度描述热辐射的特性 1、传播速率与波长、频率间的关系
各种电磁波都以光速在空间传播
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2、电磁波的波谱
热辐射是电磁辐射（电磁波）的一种
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3. 物体表面对电磁波的作用
投射辐射G（Irradiation） 一部分被吸收；Absorption 一部分被反射；Reflection 还有一部分可能穿透物体 Transmission α —吸收率；Absorptivity ρ —反射率；Reflectivity τ —透射率; Transmissivity Gα +Gρ +Gτ = G α + ρ +τ =1