黑体

黑体是一种理想化的身体,它完全吸收任何波长的冲击性电磁辐射。 在它上面既不发生反射也不发生传输

一个黑体在每个波长上都会辐射出所有可能的发射体的最大能量。 这里的辐射密度与角度无关。 黑体构成了理解非接触式温度测量技术的物理原理和校准红外测量设备的基础。

黑体的辐射规律

普朗克辐射定律描述了黑体进入半空间的光谱比辐射Mλs是其温度T和观测波长λ的函数。 因此,它代表了非接触式温度测量的最基本关系。

光谱比辐射的最大值随着温度升高而转移到较短的波长。 可以推导出各种其他关系,下面简要列举其中两个。
通过对从零到无穷大的所有波长的光谱辐射强度进行积分,可以得到人体发射的总辐射值。 这种关系被称为→斯特凡-玻尔兹曼定律。

MλS = σ · T4 [W · m-2] mit σ = 5,67 · 10-8 [Wm-2T-4]

一个黑体在整个波长范围内的总辐射量与它的绝对温度的四次方成正比增加。
从普朗克辐射定律的图示中可以看出,黑体发射的辐射最大的波长会随着温度的变化而变化。 → 维恩位移定律描述了这种联系,可以通过普朗克方程的微分得出。 辐射的最大值所在的波长随着温度的升高而转移到短波范围。

λmax · T = 2898 µm · K

黑体的结构

黑体的构造原则上是非常简单的。 一个可加热的空心体在一端有一个小孔。 如果这个身体被带到某个温度,这个空腔就处于温度平衡状态。 现在,设定温度的理想黑辐射从洞中出现了。 根据温度范围和预期用途,这种黑体的结构既取决于材料也取决于几何结构。 例如,如果墙壁上的孔与整个表面相比非常小,那么理想状态的干扰可以被认为是低的。 如果只用传感器观察这个洞,流出的温度辐射可以被视为黑体,测量设备可以用它来校准

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