红外辐射与温度的关系
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发布时间：2022-04-23 08:16
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时间：2022-06-18 06:15
红外线是一种电磁波，位于可见光红光外端，在绝对零度(-273.15℃) 以上的物体都辐射红外能量，是红外测温技术的基础。
红外辐射的辐射度、辐射出射度、辐射强度、辐射功率等均是物理中有关红外辐射的相关计算量。
一般物体的热辐射
一般物体对辐射的吸收比总是小于1,因而发射热辐射的能力也小于黑体。对于它的辐射度，一般不直接测量，而是与同温度的黑体辐射进行比较，用一个比值表示其辐射特性。
首先，比较热辐射物体与同温度黑体在各个方向上的辐射度。前者的辐射度L可写成 L=ε，ψ)Lbb (16)
式中ε称为发射率，ε<1。对于大部分具有实用价值的热辐射物体,ε与方向，ψ)无关。因而达类物体也具有朗伯型表面，M=πL关系同样适用。
其次，比较热辐射物体与黑体在各个温度及各波长的法向辐射度。利用上述关系就可得到物体的辐射出射度M
M=ε(T，λ)Mbb(T，λ) (17)
式中ε与波长和热辐射体的温度有关。但是，对于一些具有实用价值的热辐射物体，ε随λ的变化比较缓慢。在所需要的光谱范围内，可以把ε看作常数,或者取适当的平均值。这样，按普朗克公式对波长积分所得的斯忒藩定律可写成
M=ε(T)σT4 (18)
因而，对任一热辐射物体，都可以用一个比ε来描述它的热辐射性能。一般说来,ε是方向、温度和波长的复杂函数。但是，一些常用的热辐射体，大都具有朗伯型表面，ε随λ的变化缓慢，用一个对波长作适当平均的ε(T)就足以描述它的全部热辐射特性。
在前面讨论空腔热平衡时，曾得到式(12)，将其与式(18)相比，即得
ε=α (19)
即任何物体的吸收比与发射率在任何温度和任何波长时都相等。黑体是其中的一个特例，ε=α=1。
当α<1时，投射到物体表面的辐射，一部分被反射，其余部分进入体内被吸收。但是，也有可能仅有一部分被吸收,而其余部分透过物体辐射出去。如果反射比(反射出去的辐射功率与入射辐射功率之比)为 ρ，透射比(透过物体的辐射功率与入射辐射功率之比)为τ,则按能量守恒定律，应有
α+ρ+τ=1 (20)
对于不透明物体τ=0，则得
α+ρ=1
因而有
ε=1-ρ (21)
在实践中，常用测量ρ的办法来求ε。
