什么是空腔式黑體輻射源以及它的應用
導語:黑體輻射源作為校準紅外輻射測溫設備的重要裝置,它模擬了符合普朗克定律的標準黑體,其性能直接影響紅外輻射測溫設備的量值是否準確。
一、什么是黑體輻射源
物理學家們定義了一種理想物體一一黑體(black body),以此作為熱輻射研究的標準物體。1960年物理學家基爾霍夫(Kirchuff)提出能夠在任何溫度下全部吸收所有波長的輻射的物體叫絕對黑體,絕對黑體的輻射稱為黑體輻射。它在任何溫度下,黑體的吸收比為1,既沒有反射,也沒有透射(當然黑體仍然要向外輻射),對入射的任何波長的輻射全部吸收的物體。
(一)什么是空腔式黑體輻射源
黑體是一種理想物體,在自然界是不存在的。但基爾霍夫提出的理想黑體理論為人們研制人工黑體提供了基本方法,制造出接近于黑體的模型(如圖)一個內表面吸收比較高的空腔,空腔的壁面上有一個小孔。只要小孔的尺寸與空腔相比足夠小,則從小孔進入空腔的輻射能經(jīng)過空腔壁面的多次吸收和反射后,幾乎全部被吸收,相當于小孔的吸收比接近于1,即接近于黑體。從小孔中發(fā)出的輻射近似為黑體輻射,開孔腔體即為“空腔式黑體輻射源”。人工黑體輻射源可作為標準黑體輻射源,它廣泛應用于分度各種輻射溫度計和測量各種物質的發(fā)射率。
(二)關于黑體輻射源的應用
黑體輻射源通常用作輻射標準,被廣泛用于:
1. 用于各種輻射溫度計、熱成像系統(tǒng)等輻射測溫設備的標定;
2. 標定各種紅外輻射源的輻射強度;
3. 標定各種類型的輻射探測器的響應率;
4. 研究各種物質表面的熱輻射特性;
5. 輔助測量材料表面發(fā)射率,光學系統(tǒng)的透射比及物質的透射、反射和吸收等光學性能;
6. 研究大氣或其它物質對輻射的吸收或透射性能。