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什么是黑体(什么是黑体辐射)

星慧 2023-04-27 0

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什么是黑体 不是字体,好像跟光学有关的,总之是物理上的

黑体 (热力学)

任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射.为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究芹握的标准物体.

所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射).显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上).黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关.

基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关.按照基尔霍夫辐射定律,在一定温度下,黑体必然是辐射本领最大的物体,可叫作完全辐射体.用公式表达如下:

Er =α*Eo

Er——物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能;

α——该物体对辐射能的吸收系数;

Eo——等价于黑体在相同温度下发射的能量,它是常数.

普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布,在一定温度下,单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为

B(λ,T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1

B(λ,T)—黑体的光谱辐射亮度(W,m-2 ,Sr-1 ,μm-1 )

λ—辐射波长(μm)

T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)

C—光速(2.998×108 m·s-1 )

h—普朗克常数,6.626×10-34 J·S

K—波尔兹曼常数(Bolfzmann),1.380×10-23 J·K-1 基本物理常数

由图2.2可以看出:

①在一定温度下,黑体的谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关,这就是维恩位移定律(Wien)

λm T=2.898×103 (μm·K)

λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)

T—黑体的绝对温度(K)

根据维恩定律,我们可以估算,当T~6000K时,λm 0.48μm(绿色).这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处.

当T~300K,λm~9.6μm,这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处.

②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度,不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处.

如果把B(λ,T)对所有的波长积分,同时也对各个辐射方向积分,那么可得到斯特番—波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann),绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)

B(T)=δT4 (W·m-2 )

δ为Stefan-Boltzmann常数,等于5.67×10-8 W·m-2 ·K-4

但现实世界不存在这种理想的黑体,那么用什么来刻画这种差异呢?对任一波长,定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内,真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比.显然发射率为介于0与1之间的正数,一般发射率依赖于物质特性、 环境因素及观测条件.如果发射率与波长无关,那么可把物体叫作灰体(grey body),否则叫选择性辐射体.

[编辑本段]黑体的模型 (热力学)

黑体的吸收率α=1,这意味着黑体能够全部吸收各种波长的辐射能.尽管在自然界并不存在黑体,但用人工的方法可以制造出十分接近于黑体的模型.黑体模型的原理如下:取工程材料(它的吸收率必然小于黑体的吸收率)制造一个球壳形的空腔,使空腔壁面保持均匀的温度,并在空腔上开一个小孔.射入小孔的辐射在空腔内要经过多次的吸收和反射,而每经历一次吸收,辐射能就按照内壁吸收率的敏雀大小被减弱一次,最终能离开小孔的能量是微乎其微的,可以认为所投入的辐射完全在空腔内部被吸收.所以,就辐射特性而言,小孔具有黑体表面一样的性质.值得指出的桥首早是,小孔面积占空腔内壁总面积的比值越小,小孔就月接近黑体.若这个比值小于0.6%,当内壁吸收率为60%时,计算表明,小孔的吸收率可达99.6%.应用这种原理建立的黑体模型,在黑体辐射的实验研究以及为实际物体提供辐射的比较标准等方面都十分有用.

什么是黑体

能够吸收外来的全部电磁辐射的理漏御想化物体。

黑体是一个理想化的物体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的返好岩反射与透射,物理学家以此作为热辐射研究的标准物体。

在室温下,黑体辐射的能量集中在长波电磁辐射和远红外波段。当黑体温度到几百摄氏度之后袜帆,黑体开始发出可见光。

标准黑体字体是什么?

黑体字是现代汉字体系中最重要的字体之一。尤其是随着20 世纪末电脑和互联网的普及,黑体字的价值得到了进一步体现,它简洁的笔画特征与屏显介质特性相符,从而成为了当今各知岁种屏幕媒介中最有发展前景的字体。但是,关于这款字的专案研究,迄今为止尚付阙如,关于它的源起(产生的时间、地点、样式)更是没有准确答案。

应用

因它字体较粗,横竖粗细一致,方头方尾,碧滑点、撇、捺、挑、勾也都是方的,所以又叫方体。它浑厚有力,朴素大方和引人注目,很适于标语、标题,使人重视;又因它结构严谨,笔划单纯,所以也常作为初学美术字练习的一种字体。

黑体的各个笔划宽度虽是大致相等,但不是绝对的,搭慧睁在处理上不能强求一律,否则笔划多的字必然拥塞写不下,笔划少的则显得空,所以应在长与短、横与竖、笔划粗与细之间,作适当的调整,达到整体上的均匀谐调。

什么是黑体?又是如何产生的?

黑体是指能完全吸收所有波段辐射的物体,而根据基尔霍夫辐射定律,黑体同时也是完全辐射体,是个理想化模型。工业使用的黑体炉主要由热电偶,黑体腔和发热体组成,热电偶一般使用铂铑合金,黑体腔和发热体一般使用碳硅材质,具体原理很复春腔杂。一般差含民用主要用在红外线夜视设备上。军用主要用于微扒庆衫波隐形技术,研究用主要用于产生标准辐射源。

物理学中黑体的定义是什么?

黑体是能够吸收电磁亩信碧波的物体。只吸收电磁波,而不发射电磁波的物体叫坦坦做绝对迅举黑体。实际上绝对黑体是不存在的。

什么是黑体字 黑体字

黑体字又称方体或等线体,是一种字面呈正方形差拆的粗壮字体,字形端庄,笔画横平竖直,笔迹全部一样粗细,结构醒目严密。

黑体适用于标题或需要引起注意的醒目按语或批注,因为字体过于粗虚宏枣壮,所以不适绝野用于排印正文部分。

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