光电子技术电子课件-红外线的产生

红外线的产生
d.应用：
一般大尺寸的硅碳棒常用于工业生产中，作为 红外加热元件；小尺寸的硅碳棒则广泛应用于 红外光度计中，作为高温辐射标准。硅碳棒在 空气中的工作温度一般为1200~1400K，寿命约 为250h。若温度超过1500K，则棒体将被氧化而 损坏。如果在棒表面涂上二氧化钛保护层，可 使工作温度提高到2200K。
托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison，1847年—1931 年），美国著名的发明家、物理学家、企业家，被誉为“世界 发明大王”，并被传媒授予“门洛帕克的奇才”称号，是人类 历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进 行从事发明专利而对世界产生重大深远影响的人。他拥有众多 重要的发明专利超过2000项，包括留声机、电影摄影机、钨丝 灯泡等。在美国，爱迪生名下拥有1093项专利；在英国、法国、 德国等地的专利数也累计超过1500项。爱迪生是技术历史中著 名的天才之一，拥有白炽灯、留声机、电影放映机、摄影机等 1093项发明专利权。爱迪生的四大发明：留声机、电灯、电力 系统和有声电影，丰富和改善了人类的生活。1999年，爱迪生 名列千年来全球最有贡献的100位人物榜首。
c.应用：
常用来作为红外分光光度计中的红外辐射源。
补充：K为温度的单位开尔文，K=℃+273.15
能斯特是德国卓越的物理学家、物理化学家 和化学史家。是W·奥斯特瓦尔德的学生， 热力学第三定律创始人，能斯特灯的创造者。 1864年6月25日生于西普鲁士的布里森，1887 年毕业于维尔茨堡大学，并获博士学位，在 那里，他认识了阿仑尼乌斯，并把他推荐给 奥斯特瓦尔德当助手。第二年，他得出了电
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（3）绝对黑体模型
a.定义：
一般物体收到辐射时，对辐射能量总是有吸收、 有反射。吸收部分占总能量的份额称为吸收比， 其值在0-1之间。黑颜色的物体吸收能力大于白 颜色的物体，吸收比也比较大。将吸收比等于1、 能发射所有波长的辐射源叫绝对黑体。自然界 不存在绝对黑体，它是一个理想化的参考模型。
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我们的周围到处都有这种无法用 肉眼看见的红外“光”。那么， 它是如何产生的？
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在自然界中，
只要温度高于绝对零度（-273.15℃）的物 体都在不断地向外辐射红外线，我们把这 种现象称为热辐射。因此，任何实际物体 都可以看成是辐射源，只是辐射强度不同 。 发射红外线的物体或器件称为红外辐射源， 下面介绍常见的几种。
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1.标准辐射源
标准辐射源在红外技术中常用于测量各种材 料的吸收、投射和反射系数，在实验室常用 做红外仪器或系统的定标等。
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(1)能斯脱灯 a结构：
是用难熔氧化物（二氧化锆ZrO2和氧化钇
Y2O2）压制成直径1~3mm、长20~30mm的
乳白色圆棒制成的，如下图所示。
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b.在理论研究中设计的绝对黑体： 例如：书P68
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c.分类： 按工作温度分： 高温黑体（1273K以上），工作在近红外波段； 中温黑体（373~1273K），工作在中红外波段; 近室温黑体（223~373K），工作在远红外波段； 低温黑体（低于223K）。
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2.工程用辐射源
管子的两端绕有铂丝，作为电极与电路 的连接，要求用很稳定的直流或交流供 电。在室温下它是非导体，在工作之前 必须对其进行预热。当用火焰或电热丝 对其加热到800℃时，开始导电。
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b.优点：
寿命长、工作温度高、不需要水冷。 它可以在空气中点燃，而无需玻璃外壳和红外 透射窗。它是近代红外技术中常用的辐射光源 之一。
极电势与溶液浓度的关系式，即能斯特方程。
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（2）硅碳棒
a.结构：
用一种含SiC超过95%的材料制成的棒状或管状 辐射源。硅碳棒的直径为6~50mm，长度从几 厘米到1米。 硅
碳 棒 电 热 元 件
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b.优点：
机械强度好，工作寿命长，使用简便，受电 压波动影响较小。
c.缺点：
最高工作温度较低，需要镇流的电源设备； 由于碳化硅材料的升华效应，会使材料粉末 沉积在光学仪器表面，因此它不能靠近精密 光学仪器附近工作；工作时需要水冷装备， 耗电量较大。
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（1）钨丝白炽灯
什么是白炽？ 固体被加热到很高的温度时，就会发出耀眼的 白光，这种状态称为白炽。
红外线的产生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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