黑体辐射综合实验

实验目的
了解红外成像的基本原理和方法 学会使用本实验系统进行扫描成像实验
实验仪器
热辐射源的控制电源和温控装置、热辐射源样品、 温度传感器、位移传感器、红外传感器、 二维电动扫描系统、磁性光学导轨、多功能数据采集系统、 虚拟红外扫描成像仪、微机 图像分析与数据处理软件
实验内容
1.用上述仪器和元器件组装一套红外扫描 成像的实验装置
实验简介
1790年皮克泰（M.A.Pictet）认识到了热辐射 问题，1800年赫谢耳（F.W。Herschel）发现 了红外线；1850年，梅隆尼（M.Melloni）提 出在热辐射中存在可见光部分；1860年基尔霍 夫从理论上导入了辐射本领、吸收本领和黑体 概念，证明了一切物体的热辐射本领和吸
实验4.13
黑体辐射综合实验
❖实验简介 ❖实验目的 ❖实验原理 ❖实验仪器
❖实验内容 ❖注意事项 ❖数据处理
实验简介
任何物体均具有一定温度，它们都是“热”的
热辐射（包括黑体和红外辐射）探测技术及相关的 定律在现代国防、科研、航天、天体的演化、 医学、考古、环保、工农业生产等各个领域中均有 广泛应用。
收本领之比等于同一温度下黑体的辐射本领， 黑体的辐射本领只由温度决定。在1861年进一 步指，在一定温度下用不透光的壁包围起来 的空腔中的热辐射等同于黑体的热辐射；1879 年，斯特藩（J.Stefan）从实验中总结出了物 体热辐射的总能量与物体绝对温度四次方成正 比的结论；1884年，玻耳兹曼对上述结论给出 了严格的理论证明；1888年，韦伯.F.Weber） 提出了波长与绝对温度之积是一定的，维恩 （W.Wien）从理论上进行了证明
制作：黄 勇 武汉理工大学物理实验中心
实验内容
3.红外成像系统数据处理
1） 双击demo_app 图标 2） 单击“导入”按钮，选择刚刚保存的20 组数据文件。 3） 对导入的数据，可在“选择数据”框中进行选择查 看。在右边就可以显示出该组数据所形 成的图像。如果数据图像不理想，可以点击“删除”按 钮进行删除。 4） 在“数据信息”框中定义X 轴数据范围和Y 轴范围。 5） 检查数据结束后，单击“二维绘图”按钮，右边出 现所有数据形成的图像。 6） 点击“二维插值”可以对数据数组进行自动插值。 7） 单击“平滑滤波”按钮，对数据进行平滑滤波。 8） 单击“三维表面”按钮，可观察物体的三维表面。 9） 单击“保存图像”按钮，即可对物体图像进行保存。
注意事项
（1）采集数据时：从最高/最低点开始， 每降低/升高一段后重新采集一组， 数据采集次序不能乱。如果出现数据采集错误， 必须删除。
（2）每次测量前必须对红外传感器调零。
【预习思考题】
需要测量的是方盒上任意一点对外的红 外光辐射出射度，但采集卡采集到的只 能是电压信号。因该如何给传感器定标 呢？ 你能用该红外扫描成像仪设计一个新颖 的实验项目来吗？
2.装置的调试和测量
1） 将各种传感器与多功能数据采集系统和微机 连接，打开微机找到虚拟红外扫描成像仪。 2） 打开热辐射源的控制电源和温控装置，设定 热辐射盒的温度。 3） 设置红外传感器和设定红外传感器的初始高 度；设置位移传感器的通道并对位移传感器进 行定标和校准。 4） 点击虚拟红外扫描成像仪界面上的“开始采 样”按钮。打开底座电机开关，使红外传感器 沿水平方向对辐射源进行扫描。到达终点后， 电机自动停止。点击”停止采样“按钮