热辐射的一般知识PPT讲稿
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知识点：热辐射PPT
知识点：热辐射
热量传递的第三种基本方式是热辐射。 1.热辐射的概念 热辐射是指依靠物体的表面向外发射电磁波传递热量的 热量传递过程。 发射辐射能是各类物质的固有特性，所有温 度大于0K的实际物体都具有发射电磁波的能力，并且温度越 高，发射电磁波的能力越强。各物体表面间相互辐射、吸收 的总效果称辐射换热。 2.热辐力及绝对黑体辐射力的计算 物体单位表面积，在单位时间内所辐射出的全部波长范 围内的总能量称为物体的辐射力。用符号E表示，单位W/m2。 它的大小与物体表面性质及温度有关。 对于绝对黑体（一种理想的热辐射表面，能全验证实，它的辐射力Eb与热力学温度 的四次方成正比，即 4 T W/m2 （1） Eb Cb 100 式中 Eb—绝对黑体的辐射力，W/m2； Cb—绝对黑体辐射系数，Cb=5.67W/m2.K4； T—热力学温度，K。 以上简单介绍了导热、对流和热辐射三种热量传递的基 本方式。在实际问题中，这三种热量传递方式往往不是单独 出现，而是两种或三种同时作用于同一热量传递现象中，所 以我们应弄清楚有哪些热量传递方式在起作用，再按每一种 热量传递方式的规律进行计算。
热量传递的第三种基本方式是热辐射。 1.热辐射的概念 热辐射是指依靠物体的表面向外发射电磁波传递热量的 热量传递过程。 发射辐射能是各类物质的固有特性，所有温 度大于0K的实际物体都具有发射电磁波的能力，并且温度越 高，发射电磁波的能力越强。各物体表面间相互辐射、吸收 的总效果称辐射换热。 2.热辐力及绝对黑体辐射力的计算 物体单位表面积，在单位时间内所辐射出的全部波长范 围内的总能量称为物体的辐射力。用符号E表示，单位W/m2。 它的大小与物体表面性质及温度有关。 对于绝对黑体（一种理想的热辐射表面，能全验证实，它的辐射力Eb与热力学温度 的四次方成正比，即 4 T W/m2 （1） Eb Cb 100 式中 Eb—绝对黑体的辐射力，W/m2； Cb—绝对黑体辐射系数，Cb=5.67W/m2.K4； T—热力学温度，K。 以上简单介绍了导热、对流和热辐射三种热量传递的基 本方式。在实际问题中，这三种热量传递方式往往不是单独 出现，而是两种或三种同时作用于同一热量传递现象中，所 以我们应弄清楚有哪些热量传递方式在起作用，再按每一种 热量传递方式的规律进行计算。
热辐射-经典教案PPT课件
.
6.5.3 物体间的辐射传热
黑体间的辐射传热和角系数
▪ 图6-30为任意放置的两个黑体表面，其面积分别 为A1和A2，表面温度分别为T1和T2不变。由图可 见，黑体1向外辐射的能量只有一部分Q1→2投射 到黑体2并被吸收。同样黑体2向外辐射的能量只 有一部分Q2→1投射到黑体1并被吸收。
▪ 于是两黑体间传递的热流量为 ▪ Q12 = Q1→2 - Q2→1
▪ 对于波长在0.76～20μm的辐射能，大多数材料的吸收率 随波长的变化不大，把实际物体当作对各种波长辐射能均 能同样吸收的理想物体，这种理想物体称为灰体。
▪ 克希荷夫定律认为，同一灰体的吸收率与其黑度在数值上 是相等的，即ε=α。即对投入辐射能的吸收率可用其黑度 表示。也可以用下式表示
▪
E = αEb= εEb
.
▪ 图6-30 两黑体间的相互辐射
.
黑体间的辐射传热和角系数
▪ 根据蓝贝特定律
Q 1 2E b 1
1 A 1 A 2co1c so2r s2d1d A2A
▪ 将上式简化为 ▪
Q1 2A1Eb1 12
▪ 12 称为黑体1对黑体2的角系数，其值为表面1的
全部辐射能中，直接投射到黑体2的量所点人比
s
11211
1
12112
1
▪ εs为系统黑度，由两物体的角系数及黑度组成。
.
6.5.3 物体间的辐射传热
大面积平板体系的辐射传热
▪ 对于两块相距很近而面积足够大的平行
板， 12211 ，则
Q12
A1C0
T1
4
100
T2
4
100
11
1
1 2
.
6.5.3 物体间的辐射传热
6.5.3 物体间的辐射传热
黑体间的辐射传热和角系数
▪ 图6-30为任意放置的两个黑体表面，其面积分别 为A1和A2，表面温度分别为T1和T2不变。由图可 见，黑体1向外辐射的能量只有一部分Q1→2投射 到黑体2并被吸收。同样黑体2向外辐射的能量只 有一部分Q2→1投射到黑体1并被吸收。
▪ 于是两黑体间传递的热流量为 ▪ Q12 = Q1→2 - Q2→1
▪ 对于波长在0.76～20μm的辐射能，大多数材料的吸收率 随波长的变化不大，把实际物体当作对各种波长辐射能均 能同样吸收的理想物体，这种理想物体称为灰体。
▪ 克希荷夫定律认为，同一灰体的吸收率与其黑度在数值上 是相等的，即ε=α。即对投入辐射能的吸收率可用其黑度 表示。也可以用下式表示
▪
E = αEb= εEb
.
▪ 图6-30 两黑体间的相互辐射
.
黑体间的辐射传热和角系数
▪ 根据蓝贝特定律
Q 1 2E b 1
1 A 1 A 2co1c so2r s2d1d A2A
▪ 将上式简化为 ▪
Q1 2A1Eb1 12
▪ 12 称为黑体1对黑体2的角系数，其值为表面1的
全部辐射能中，直接投射到黑体2的量所点人比
s
11211
1
12112
1
▪ εs为系统黑度，由两物体的角系数及黑度组成。
.
6.5.3 物体间的辐射传热
大面积平板体系的辐射传热
▪ 对于两块相距很近而面积足够大的平行
板， 12211 ，则
Q12
A1C0
T1
4
100
T2
4
100
11
1
1 2
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6.5.3 物体间的辐射传热
第五章 热辐射的基本概念及基本定律 PPT课件
根据能量守恒原理： G= Gα+Gρ+ Gτ
2020/8/12
第五章 热辐射的基本概念及基本定律
11
G G G 1
GGG
定义： G , G , G
G
G
G
1
α—物体的吸收比，表示物体所吸收的 能量占投入辐射能量的份额；
ρ—物体的反射比，表示物体所反射的
能量占投入辐射能量的份额；
2020/8/12
第五章 热辐射的基本概念及基本定律
25
一 、黑体模型 一个空腔壁上开有小孔, 小孔面积比空腔面积小的多 小孔具有黑体性质。
一束能量为G的射线通过小孔进入空 腔内时,在空腔内壁上经过多次吸收和反射, 最终通过小孔离开空腔反射出去的能量几 乎为零认为射入的能量全部被空腔吸收。
2020/8/12
【例5-2】 【例5-3】
2020/8/12
第五章 热辐射的基本概念及基本定律
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34
第五节 灰体和基尔霍夫定律
一、实际物体的辐射和吸收特性 二、灰体 三、基尔霍夫定律
2020/8/12
第五章 热辐射的基本概念及基本定律
35
一、实际物体的辐射和吸收特性 实际物体辐射和吸收大多是在物体 的表面进行，具有表面辐射特性，但实际 物体的辐射和吸收不同于黑体。
σb＝5.67×10－8W/（m2·K4）—黑体辐 射常数；
T—黑体热力学温度，K。
或写成
Eb
c
0
T 100
4
c0＝5.67—黑体辐射系数。
上式表明黑体的辐射力与热力学温度
的四次方成正比，故又称四次方定律。
2020/8/12
第五章 热辐射的基本概念及基本定律
《热辐射的基本定律》课件
《热辐射的基本定律》 PPT课件
欢迎大家来到本次关于《热辐射的基本定律》的PPT课件。通过这个课件， 我们将深入了解普朗克辐射公式、维恩位移定律、斯特藩-玻尔兹曼定律以及 热辐射的其他重要概念。让我们一起开始这个有趣的学习之旅吧！
普朗克辐射公式
1 最早的量子论
2 关键参数
普朗克辐射公式是物理学 史上最早的量子理论之一， 解决了经典物理学无法解 释的黑体辐射谱问题。
公式中的普朗克常数和温 度是计算热辐射光谱的重 要参数。
3 广泛应用
普朗克辐射公式在光谱学、 宇宙学、红外技术等领域 都有重要应用。
维恩位移定律
1
频率-温度关系
维恩位移定律描述了辐射谱的峰值频率与温度之间的关系。
2
热辐射谱特征
根据维恩位移定律，辐射谱的峰值频率随温度的增加而增加。
3
应用案例
利用维恩位移定律，我们可以推算出天体温度、光源温度等相关信息。
2
热辐射模型
基于统计物理学原理，可以建立热辐射的数学模型，进一步解释辐射现象。
3
பைடு நூலகம்重要应用
统计物理学为热辐射研究提供了重要的理论基础，推动了相关技术和应用的发展。
热辐射实验测量方法
1 光谱测量法
通过光谱测量仪器可以获得辐射能量在不同波长范围的分布情况。
2 辐射温度测量法
通过测量物体表面的辐射温度可以推算出物体表面的热辐射能量。
3 数值模拟方法
通过计算机模拟方法，可以预测和分析热辐射现象，辅助实验研究。
热辐射的应用及发展前景
热辐射的研究和应用具有广阔的前景，以下是其中几个重要的领域： • 热成像技术在医学、安防、军事等领域的应用 • 红外线遥感技术在环境监测、遥感卫星等领域的应用 • 太阳能发电技术和太阳能热利用的发展
欢迎大家来到本次关于《热辐射的基本定律》的PPT课件。通过这个课件， 我们将深入了解普朗克辐射公式、维恩位移定律、斯特藩-玻尔兹曼定律以及 热辐射的其他重要概念。让我们一起开始这个有趣的学习之旅吧！
普朗克辐射公式
1 最早的量子论
2 关键参数
普朗克辐射公式是物理学 史上最早的量子理论之一， 解决了经典物理学无法解 释的黑体辐射谱问题。
公式中的普朗克常数和温 度是计算热辐射光谱的重 要参数。
3 广泛应用
普朗克辐射公式在光谱学、 宇宙学、红外技术等领域 都有重要应用。
维恩位移定律
1
频率-温度关系
维恩位移定律描述了辐射谱的峰值频率与温度之间的关系。
2
热辐射谱特征
根据维恩位移定律，辐射谱的峰值频率随温度的增加而增加。
3
应用案例
利用维恩位移定律，我们可以推算出天体温度、光源温度等相关信息。
2
热辐射模型
基于统计物理学原理，可以建立热辐射的数学模型，进一步解释辐射现象。
3
பைடு நூலகம்重要应用
统计物理学为热辐射研究提供了重要的理论基础，推动了相关技术和应用的发展。
热辐射实验测量方法
1 光谱测量法
通过光谱测量仪器可以获得辐射能量在不同波长范围的分布情况。
2 辐射温度测量法
通过测量物体表面的辐射温度可以推算出物体表面的热辐射能量。
3 数值模拟方法
通过计算机模拟方法，可以预测和分析热辐射现象，辅助实验研究。
热辐射的应用及发展前景
热辐射的研究和应用具有广阔的前景，以下是其中几个重要的领域： • 热成像技术在医学、安防、军事等领域的应用 • 红外线遥感技术在环境监测、遥感卫星等领域的应用 • 太阳能发电技术和太阳能热利用的发展
《热辐射的一般知识》ppt课件
第二章 辐 射
• 热辐射的普通知识 • 太阳辐射 • 地面辐射差额
辐射具以有电波磁粒波二或象粒性子〔的光方学式中放，射光或协保作送用能的量能叫量辐转射化。〕该。能
热辐射的普通知识 动摇性量：本V=身λf辐射V：能光。速任，何λ温：度波在长绝，对f：零频度率以。上的粒物子体性，：都具有
EL=hV辐/λ 射E的L表身示手光。量子的能量，普朗克常数h=6.6×10-34J·S。 将不同辐射波的波长从小到依次陈列成一个谱，叫电磁波谱(表11)。
第二节太阳辐射
• 太阳辐射强度和太阳常数 • 太阳高度角和昼长 • 大气对太阳辐射的减弱 • 到达地面的太阳辐射强度
太阳辐射强度和太阳常数
• 太阳辐射强度
•
单位时间内投身到单位面积上的太
阳辐射能量〔S，W/m2〕。
• 太阳常数
• 当日地处于平均间隔时，在地球大气 上界，垂直于太阳辐射方向，单位面积上 的太阳辐射能量，称为太阳常数(2W/m2)。
光照时间：有光的时间，称为光照时间。即： 光照时间=可照时数+ 曙暮光时间
曙暮光：日出以前和日落以后天空出现的光称为 曙暮光。
日照百分率：一日〔月〕的实践日照时数除以同 一日〔月〕的可照时数，称为日照百分率。即：
一日(月)的实照时数 日照百分率= 同一日(月)的可照时数 ×100%
可照时数的计算： h=0(日出与日没)，时角记为ω0，那么有
• 辐射的概念
• 辐射的波粒二象性
• 辐射能量的根本量度单位
• 物体对辐射的吸收、反射和透射
• 辐射的根本定律
物体对辐射的吸收、反射和透射
1. 吸收率〔〕、反射率〔r〕、透射率〔d〕 投射到物体上的辐射，普通只需一部分被该物
• 热辐射的普通知识 • 太阳辐射 • 地面辐射差额
辐射具以有电波磁粒波二或象粒性子〔的光方学式中放，射光或协保作送用能的量能叫量辐转射化。〕该。能
热辐射的普通知识 动摇性量：本V=身λf辐射V：能光。速任，何λ温：度波在长绝，对f：零频度率以。上的粒物子体性，：都具有
EL=hV辐/λ 射E的L表身示手光。量子的能量，普朗克常数h=6.6×10-34J·S。 将不同辐射波的波长从小到依次陈列成一个谱，叫电磁波谱(表11)。
第二节太阳辐射
• 太阳辐射强度和太阳常数 • 太阳高度角和昼长 • 大气对太阳辐射的减弱 • 到达地面的太阳辐射强度
太阳辐射强度和太阳常数
• 太阳辐射强度
•
单位时间内投身到单位面积上的太
阳辐射能量〔S，W/m2〕。
• 太阳常数
• 当日地处于平均间隔时，在地球大气 上界，垂直于太阳辐射方向，单位面积上 的太阳辐射能量，称为太阳常数(2W/m2)。
光照时间：有光的时间，称为光照时间。即： 光照时间=可照时数+ 曙暮光时间
曙暮光：日出以前和日落以后天空出现的光称为 曙暮光。
日照百分率：一日〔月〕的实践日照时数除以同 一日〔月〕的可照时数，称为日照百分率。即：
一日(月)的实照时数 日照百分率= 同一日(月)的可照时数 ×100%
可照时数的计算： h=0(日出与日没)，时角记为ω0，那么有
• 辐射的概念
• 辐射的波粒二象性
• 辐射能量的根本量度单位
• 物体对辐射的吸收、反射和透射
• 辐射的根本定律
物体对辐射的吸收、反射和透射
1. 吸收率〔〕、反射率〔r〕、透射率〔d〕 投射到物体上的辐射，普通只需一部分被该物
热工学第九章辐射放热(共28张PPT)
两个(liǎnɡ ɡè)概念： (1) 立体角(Solid angle)
平面角如图7-6，s为弧长，r为半径。=s/r （rad）
立体角如图7-7，一个半球，在球面上取一个小面积，在这个面积周 边向球心做射线，则这些射线所包围(bāowéi)的空间即为立体角。立体角的 度量用球面度。
s
θr
平面角定义图
吸收(xīshōu)：Qα
Q 反射：Qρ 穿透：Qτ
由热力学第一(dìyī)定律： Q Q Q Q
或： Q / Q Q / Q Q / Q 1
6
第六页，共二十八页。
则：
Q Q
Q Q
Q Q
吸收(xīshōu)比(率) absorptivity 反射(fǎnshè)比(率) reflectivity
反射现象(xiànxiàng)也同光一样，有镜面反射和漫反射之分， 镜面反射：入射角=反射角， 表面粗糙度<波长 漫反射： 表面粗糙度>波长
气体：当辐射投在气体上，它几乎没有反射能力，故可以
认为ρ=0 ，于是
1
固体，液体对辐射(fúshè)的吸收和反射都是在表面上 进行的，而不涉及其内部，故表面的状况对辐射的影响
20
第二十页，共二十八页。
Lambert’s Law
黑体的定向(dìnɡ xiànɡ)辐射强度与方向无关。
即
L( ,) const.
问题：暖器取暖(qǔnuǎn)时与方向有关，太阳辐射与方向有关，是否
与Lambert’s Law相矛盾？
将定向辐射强度定义(dìngyì)变形，得辐射能
d ( ) LpdAdcos
c f
式中：C — 速度(sùdù) 3×108m/s f — 频率 s-1 — 波长 m (μm)
平面角如图7-6，s为弧长，r为半径。=s/r （rad）
立体角如图7-7，一个半球，在球面上取一个小面积，在这个面积周 边向球心做射线，则这些射线所包围(bāowéi)的空间即为立体角。立体角的 度量用球面度。
s
θr
平面角定义图
吸收(xīshōu)：Qα
Q 反射：Qρ 穿透：Qτ
由热力学第一(dìyī)定律： Q Q Q Q
或： Q / Q Q / Q Q / Q 1
6
第六页，共二十八页。
则：
Q Q
Q Q
Q Q
吸收(xīshōu)比(率) absorptivity 反射(fǎnshè)比(率) reflectivity
反射现象(xiànxiàng)也同光一样，有镜面反射和漫反射之分， 镜面反射：入射角=反射角， 表面粗糙度<波长 漫反射： 表面粗糙度>波长
气体：当辐射投在气体上，它几乎没有反射能力，故可以
认为ρ=0 ，于是
1
固体，液体对辐射(fúshè)的吸收和反射都是在表面上 进行的，而不涉及其内部，故表面的状况对辐射的影响
20
第二十页，共二十八页。
Lambert’s Law
黑体的定向(dìnɡ xiànɡ)辐射强度与方向无关。
即
L( ,) const.
问题：暖器取暖(qǔnuǎn)时与方向有关，太阳辐射与方向有关，是否
与Lambert’s Law相矛盾？
将定向辐射强度定义(dìngyì)变形，得辐射能
d ( ) LpdAdcos
c f
式中：C — 速度(sùdù) 3×108m/s f — 频率 s-1 — 波长 m (μm)
第8章 热辐射的基本定律PPT课件
47
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
25
2－2 斯蒂芬－玻尔兹曼定律
传热学
斯蒂芬－玻尔兹曼定律表达式：
Eb Ebd
C1 5 C2
d
bT4
0
0eT1
W2 /m
Eb Cb(1T00)4 W/2m 黑体辐射常数
黑体辐射系数
26
传热学
工程上常计算某一波段范围内黑体的辐射能及其在 辐射力中所占的百分数。
2
E b(12) Ebd E E b(02) b(01) 1
辐射力与定向辐射力的关系
E Ed 2
辐射力与定向辐射强度的关系 辐射力与单色辐射强度的关系
E I cosd 2
E Icosdd 2 0
15
传热学
光谱辐射力（单色辐射力）：单位时间内，物体的每单 位面积，在波长λ附近的单位波长间隔内，向半球空间所 发射全波长的能量。
E
单位：W/(m2.μm)
Fb(0T)
Eb(0) Eb
0EbbTd40Tb(T)c51(ecT2
d(T)f(T)
1)
黑体辐射函数 f (T) 见表8-1
27
传热学
表8-1 ，黑体辐射函数表
F
b(0T ) 表示波长从0~ 的辐射能
占到了百分之多少！
28
传热学
例题8-3
已知某太阳能集热器的透光玻璃在波长 1
=0.35微米到 2 =2.7微米范围内的穿透比为
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
25
2－2 斯蒂芬－玻尔兹曼定律
传热学
斯蒂芬－玻尔兹曼定律表达式：
Eb Ebd
C1 5 C2
d
bT4
0
0eT1
W2 /m
Eb Cb(1T00)4 W/2m 黑体辐射常数
黑体辐射系数
26
传热学
工程上常计算某一波段范围内黑体的辐射能及其在 辐射力中所占的百分数。
2
E b(12) Ebd E E b(02) b(01) 1
辐射力与定向辐射力的关系
E Ed 2
辐射力与定向辐射强度的关系 辐射力与单色辐射强度的关系
E I cosd 2
E Icosdd 2 0
15
传热学
光谱辐射力（单色辐射力）：单位时间内，物体的每单 位面积，在波长λ附近的单位波长间隔内，向半球空间所 发射全波长的能量。
E
单位：W/(m2.μm)
Fb(0T)
Eb(0) Eb
0EbbTd40Tb(T)c51(ecT2
d(T)f(T)
1)
黑体辐射函数 f (T) 见表8-1
27
传热学
表8-1 ，黑体辐射函数表
F
b(0T ) 表示波长从0~ 的辐射能
占到了百分之多少！
28
传热学
例题8-3
已知某太阳能集热器的透光玻璃在波长 1
=0.35微米到 2 =2.7微米范围内的穿透比为
热辐射ppt课件
管道及圆筒壁保温层外 T 9.4 0.052(tW t)
(2) 空气沿粗糙壁面强制对流
空气速度u<=5m/s时
T 6.2 4.2u
空气速度u>5m/s时
T 7.8u0.78
17
④ 辐射表面间介质的影响
减小辐射散热，在两换热面加遮热板（黑度较小的 热屏）。
15
6.5.2 高温设备及管道的热损失
对流散热： QC C AW (tW t)
辐射散热：QR
令=1
C12 AW
(1t0W0)4
Байду номын сангаас
(t 100
)4
QR
C12 AW
(1t0W0)4
不必知道ε2和A2即可求出Q12。大房间内高温管道 的辐射散热，气体管道内热电偶测温的辐射误差计算都
属于此种情况。
14
3. 影响辐射传热的因素 ① 温度的影响
Ｑ T4 ， 低温时可忽略，高温时可能成为主要方式
② 几何位置的影响
③ 表面黑度的影响
Ｑ ，可通过改变黑度的大小强化或减小辐射传热。
四次方定律表明，热辐射对温度特别敏感。
2. 吸收能力
a=1
6
五、实际物体的辐射能力与吸收能力
1. 辐射能力 ——以黑度表征
物体的黑度： E
<1
说明：
E
E0
C0
( T )4 100
① 黑度表示实际物体接近黑体的程度
② 影响物体黑度的因素 物体的种类、表面温度、表面状况、波长
③ 物体的黑度是物体的一种性质，只与物体本身 的情况有关，与外界因素无关，其值可用实验测定.
④ 物体的黑度不单纯是颜色的概念
第6章热辐射的基本定律PPT课件
6.1 热辐射现象的基本概念 6.1.1 热辐射的定义和特点
１、基本概念
辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式。
热辐射:由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。
辐射传热:物体之间相互辐射和吸收的总效果。
1
整体概述
概述一
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概述二
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概述三
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0.38
0.76
图8-1 电 磁 辐 射 波 谱
5
红外辐射的应用 以波长25μm为界，分为近红外线和远红外线 远红外线加热技术的应用 微波： λ＝1mm～1m λ>1m的电磁波广泛应用于无线电技术中。
6
3. 物体表面对电磁波的作用
（1）吸收比、反射比和穿透比之间的一般关系 当热辐射投射到物件上时，遵循着可见光的规律，其中部 分被物体吸收，部分被反射，其余则透过物体。
维恩位移定律：确定黑体的光谱辐射力峰值所对于的最 大波长。
26
6.3 实际物体的辐射和吸收
7.3.1 实际物体的辐射力
同温度下，黑体发射热辐射的能力最强，包括所有方向和
所有波长。真实物体表面的发射能力低于同温度下的黑体；
因此定义发射率 (也称为黑度) ：相同温度下，实际物体
的辐射力与黑体辐射力之比:
E 0 ()Ebd
Eb
T4
单色黑度：实际物体的光谱辐射力与黑体的光谱辐射力之比：
() E
Eb
方向黑度：实际物体的定向辐射强度与黑体的定向辐射强
度之比：
() I() I() Ib() Ib
35
7.4 实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系
7.4.1 实际物体的吸收比
１、基本概念
辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式。
热辐射:由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。
辐射传热:物体之间相互辐射和吸收的总效果。
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整体概述
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图8-1 电 磁 辐 射 波 谱
5
红外辐射的应用 以波长25μm为界，分为近红外线和远红外线 远红外线加热技术的应用 微波： λ＝1mm～1m λ>1m的电磁波广泛应用于无线电技术中。
6
3. 物体表面对电磁波的作用
（1）吸收比、反射比和穿透比之间的一般关系 当热辐射投射到物件上时，遵循着可见光的规律，其中部 分被物体吸收，部分被反射，其余则透过物体。
维恩位移定律：确定黑体的光谱辐射力峰值所对于的最 大波长。
26
6.3 实际物体的辐射和吸收
7.3.1 实际物体的辐射力
同温度下，黑体发射热辐射的能力最强，包括所有方向和
所有波长。真实物体表面的发射能力低于同温度下的黑体；
因此定义发射率 (也称为黑度) ：相同温度下，实际物体
的辐射力与黑体辐射力之比:
E 0 ()Ebd
Eb
T4
单色黑度：实际物体的光谱辐射力与黑体的光谱辐射力之比：
() E
Eb
方向黑度：实际物体的定向辐射强度与黑体的定向辐射强
度之比：
() I() I() Ib() Ib
35
7.4 实际物体对辐射能的吸收与辐射的关系
7.4.1 实际物体的吸收比
02-热辐射-PPT
热辐射辐射(radiation)指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能的现象。
由于物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的电磁波辐射，称为热辐射。
电磁波具有波粒二象性电磁理论与量子理论电磁波同时具有波动性和粒子性电磁波的数学描述：c λν=c ，某介质中的光速, 0c c n=80 3.010c ≈⨯m/s 为真空中的光速n 为介质的折射率。
λ，波长；ν，频率,单位s －1。
真空n =1;空气n =1.0003电磁波的波谱γ射线：λ<5×10-5μmX射线：5×10-7μm<λ<5×10-2μm 紫外线：4×10-3μm<λ<0.38μm 可见光：0.38μm<λ<0.76μm 红外线：0.76μm<λ<103μm无线电波：λ>103μmλ，波长↑以波长25μm为界，分为近红外区和远红外区。
无线电技术10-6 10-5 10-4 10-3 10-1 10102 103 1041热辐射：λ＝0.1～100μm ，包括可见光、部分紫外线和红外线。
微波103<λ< 106μm◆热辐射特点(Thermal radiation)✓任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向周围空间发出热辐射。
✓无需介质，可以在真空中传播，如太阳辐射。
✓伴随能量形式的转变。
物体热力学能♒电磁波能♒物体热力学能✓物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。
高温物体低温物体物体间通过相互热辐射与吸收传递热量的过程。
◆辐射换热影响因素物体本身的温度、表面辐射特性物体的大小、几何形状及相对位置两个物体温度相等→净辐射换热量为零热量传递方式：热传导、对流换热、辐射换热Thank You！。
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(λ与,T表σ物=示5体.6物7的E×体T其=λ1对σ0他mT-该8＝4性W波质·Cm长无/-T2的关·σ放K为)，射-4斯C即能蒂=：力2芬8e；9－λ7,Ta波×/λa尔,T1表λ0兹,T3示=n曼m物E常·λ体K,数T 对其该中波e
长的吸收率； Eλ ,T只是温度和波长的函数。
辐辐射射通量和
依次•排辐列射成一的个概谱念，叫电磁波谱(表1-1)。
• 辐射的波粒二象性
• 辐射能量的基本量度单位
• 物体对辐射的吸收、反射和透射
• 辐射的基本定律
物体对辐射的吸收、反射和透射
1. 吸收率（）、反射率（r）、透射率（d） 投射到物体上的辐射，一般只有一部分被该物
体吸收，其余则被该物体反射和透射
吸收率（）：物体对辐射的吸收的能力称为吸收率。 反射率（r）： 物体对辐射的反射的能力称为反射率。 透射率（d）： 物体对辐射的透射的能力称为透射率。
光照时间：有光的时间，称为光照时间。即： 光照时间=可照时数+ 曙暮光时间
曙暮光：日出以前和日落以后天空出现的光称为 曙暮光。
日照百分率：一日（月）的实际日照时数除以同 一日（月）的可照时数，称为日照百分率。即：
一日(月)的实照时数 日照百分率= 同一日(月)的可照时数 ×100%
可照时数的计算： h=0(日出与日没)，时角记为ω0，则有
sinh=sinΦsinδ+cosΦcosδcosω Φ：地理纬度 δ：赤纬 ω：时角，正午
ω=0，上午ω<0，下午 ω>0
• 正午太阳高度角
∵ ω ＝0 ∴ sinh= sinΦsinδ+cosΦcosδ 于是有： h＝90º－|Φ－δ|
北极 地心
15o
60o N
15o
30o N
P1
15o
赤道
P2
放射辐射通量密度：指自物体表面向外放射的
辐射。它表征着物体放射能力的强弱，故称为辐射
能力或放射能力(E)
辐射强度
指单位时间内与辐射能流方向相垂直的单位面 积上得到的辐射能，即与入射光垂直的面上的辐照 度。单位为瓦／米2(W／m2)。可表示为：
d
I=
ds
1.光通量（ ΦL ）：单位时间通过任一表面上 的光能。单位为流明(Lm)。可表示为：
ΦL= dEL dt
2. 光照强度(A)：入射到单位面积上的光通量， 单位为勒克斯(Lm／m2)。可表示为：
d
A=
ds
勒克斯：它是以1国际烛光的点光源为中心，以
一米为半径的球面上所得到的照度。即
1勒克斯=1
流明 平方米
第二节太阳辐射
• 太阳辐射强度和太阳常数 • 太阳高度角和昼长 • 大气对太阳辐射的减弱 • 到达地面的太阳辐射强度
一、吸收作用
太阳辐射被大气中的O2、O3、CO2、H2O(水汽)、 云滴、雨滴及尘埃等吸收，转变为热能的过程，称为 吸收。
大气中的吸收物质 对太阳辐射具有选择性吸收的
（3）冬至 δ=-23º27ˊ h=90º-（30º+23.5º）=36.5º
ห้องสมุดไป่ตู้
昼长
• 昼夜、四季的形成与昼长的变化规律 • 可照时数、实照时数和日照百分率
可照时数：当天空无云时或无其它障碍物遮蔽时， 太阳光可以照射地面的时间，称为可照时数。即 日出到日落的时间（昼长）。
实照时数：太阳实际照射地面的时间，称为实际日 照时数或简称实照时数。
辐能射通量密度
量
的
基
本
量
度 单
光通量和
位 光通量密度
辐射通量和辐射通量密度
1、辐射通量(Φ)：单位时间内通过任一表面的
辐射能，单位为瓦(W)或焦耳／秒（J/S）。
可表示为：
Φ= dE
dt
2、辐射通量密度(F)：单位时间内通过单位面
积的辐射能。其单位为瓦／米2(W／m2)；可表示
为：
d
F=
ds
入射辐射通量密度（辐照度）：指投射来的辐射。
太阳辐射强度和太阳常数
• 太阳辐射强度
单位时间内投身到单位面积上的太阳 辐射能量（S，W/m2）。
• 太阳常数
当日地处于平均距离时，在地球大气上界， 垂直于太阳辐射方向，单位面积上的太阳 辐射能量，称为太阳常数(1382W/m2)。
太阳高度角和昼长
• 太阳高度角
太阳光线与水平面之间的夹角，称为太 阳高度角(h, 0º-90º, 如图)。
Qd
d
，称为
Q0
透射率(透过物体的辐射与投射于其上的总辐射
之比) .
即 +r+d＝1
绝对黑体、灰体 绝对黑体：在任何条件下，对于各种不同波长的
辐射的吸收率等于1的物体。 灰体：如果某一物体吸收率小于1，但吸收率不
随波长而变的物体。
辐射的基本定律
基尔荷夫 斯蒂芬－波尔兹曼 维恩位移
在黑一体定的绝温总对度放黑下射，体能任的力何放与物射它体本能对身力于的最某绝一大对波值温长对度的应的放四的射次波能方长力成与与 物正体其比对本。该身波的长绝的吸对收温率度的成比反值比，，只是即温：度和波长的函数
设投射到物体上的总辐射能量为Qo；被吸收、反 射、透射的量分别为Q 、Qr、Qd。
根据能量守恒原理，则：
Q +Qr+Qd=Qo 将上式两端除以Q。，则得：
Q Q Qd 1 Q0 Q0 Q0
式中左边第一项 Q 为吸收率；第二
项 Q
Q0
，称为反射率(物体反射的辐射与投
Q0
射于其上的总辐射之比)；第三项
热辐射的一般知识课件
辐射具以有电波磁粒波二或象粒性子（的光形学式中放，射光或合输作送用能的量能叫量辐转射。
热辐射的一般知识 化）。该能量波本动身性辐：射V能=λ。f任何温V：度光在速绝，对λ零：度波以长上，的f物：
频率。体，都粒具子有性辐：射EL=的hV本/λ领。EL表示光量子的能量，普 朗克常数h=6.6×10-34J·S。将不同辐射波的波长从小到
举例： 已知雅安的纬度为北纬30º，试计算出雅安春
分、秋分、夏至和冬至这四个特定日子正午时的 太阳高度角。
解：已知 Φ=30º， 正午 ω =0º ，代入公式得
（1）春分、秋分时 δ=0º h=90º-（30º-0º）=60º
（2）夏至 δ=23º27ˊ h=90º-（30º-23.5º）=83.5º
cosω0 =-tgΦtgδ 上式中负根(-ω0)相当于日出的时角，正根相当
于日没的时角。 -ω0<ω<ω0
可照时数= 2ω0 15
当Φ=0时；当δ=0时；
当Φ>0， δ>0时；(>12h)
当Φ>0， δ<0时；(<12h)
大 气
大气对太阳辐射的吸收
对
太
阳
辐
太阳辐射在大气中的散射
射
的
减
弱
大气对太阳辐射的反射
长的吸收率； Eλ ,T只是温度和波长的函数。
辐辐射射通量和
依次•排辐列射成一的个概谱念，叫电磁波谱(表1-1)。
• 辐射的波粒二象性
• 辐射能量的基本量度单位
• 物体对辐射的吸收、反射和透射
• 辐射的基本定律
物体对辐射的吸收、反射和透射
1. 吸收率（）、反射率（r）、透射率（d） 投射到物体上的辐射，一般只有一部分被该物
体吸收，其余则被该物体反射和透射
吸收率（）：物体对辐射的吸收的能力称为吸收率。 反射率（r）： 物体对辐射的反射的能力称为反射率。 透射率（d）： 物体对辐射的透射的能力称为透射率。
光照时间：有光的时间，称为光照时间。即： 光照时间=可照时数+ 曙暮光时间
曙暮光：日出以前和日落以后天空出现的光称为 曙暮光。
日照百分率：一日（月）的实际日照时数除以同 一日（月）的可照时数，称为日照百分率。即：
一日(月)的实照时数 日照百分率= 同一日(月)的可照时数 ×100%
可照时数的计算： h=0(日出与日没)，时角记为ω0，则有
sinh=sinΦsinδ+cosΦcosδcosω Φ：地理纬度 δ：赤纬 ω：时角，正午
ω=0，上午ω<0，下午 ω>0
• 正午太阳高度角
∵ ω ＝0 ∴ sinh= sinΦsinδ+cosΦcosδ 于是有： h＝90º－|Φ－δ|
北极 地心
15o
60o N
15o
30o N
P1
15o
赤道
P2
放射辐射通量密度：指自物体表面向外放射的
辐射。它表征着物体放射能力的强弱，故称为辐射
能力或放射能力(E)
辐射强度
指单位时间内与辐射能流方向相垂直的单位面 积上得到的辐射能，即与入射光垂直的面上的辐照 度。单位为瓦／米2(W／m2)。可表示为：
d
I=
ds
1.光通量（ ΦL ）：单位时间通过任一表面上 的光能。单位为流明(Lm)。可表示为：
ΦL= dEL dt
2. 光照强度(A)：入射到单位面积上的光通量， 单位为勒克斯(Lm／m2)。可表示为：
d
A=
ds
勒克斯：它是以1国际烛光的点光源为中心，以
一米为半径的球面上所得到的照度。即
1勒克斯=1
流明 平方米
第二节太阳辐射
• 太阳辐射强度和太阳常数 • 太阳高度角和昼长 • 大气对太阳辐射的减弱 • 到达地面的太阳辐射强度
一、吸收作用
太阳辐射被大气中的O2、O3、CO2、H2O(水汽)、 云滴、雨滴及尘埃等吸收，转变为热能的过程，称为 吸收。
大气中的吸收物质 对太阳辐射具有选择性吸收的
（3）冬至 δ=-23º27ˊ h=90º-（30º+23.5º）=36.5º
ห้องสมุดไป่ตู้
昼长
• 昼夜、四季的形成与昼长的变化规律 • 可照时数、实照时数和日照百分率
可照时数：当天空无云时或无其它障碍物遮蔽时， 太阳光可以照射地面的时间，称为可照时数。即 日出到日落的时间（昼长）。
实照时数：太阳实际照射地面的时间，称为实际日 照时数或简称实照时数。
辐能射通量密度
量
的
基
本
量
度 单
光通量和
位 光通量密度
辐射通量和辐射通量密度
1、辐射通量(Φ)：单位时间内通过任一表面的
辐射能，单位为瓦(W)或焦耳／秒（J/S）。
可表示为：
Φ= dE
dt
2、辐射通量密度(F)：单位时间内通过单位面
积的辐射能。其单位为瓦／米2(W／m2)；可表示
为：
d
F=
ds
入射辐射通量密度（辐照度）：指投射来的辐射。
太阳辐射强度和太阳常数
• 太阳辐射强度
单位时间内投身到单位面积上的太阳 辐射能量（S，W/m2）。
• 太阳常数
当日地处于平均距离时，在地球大气上界， 垂直于太阳辐射方向，单位面积上的太阳 辐射能量，称为太阳常数(1382W/m2)。
太阳高度角和昼长
• 太阳高度角
太阳光线与水平面之间的夹角，称为太 阳高度角(h, 0º-90º, 如图)。
Qd
d
，称为
Q0
透射率(透过物体的辐射与投射于其上的总辐射
之比) .
即 +r+d＝1
绝对黑体、灰体 绝对黑体：在任何条件下，对于各种不同波长的
辐射的吸收率等于1的物体。 灰体：如果某一物体吸收率小于1，但吸收率不
随波长而变的物体。
辐射的基本定律
基尔荷夫 斯蒂芬－波尔兹曼 维恩位移
在黑一体定的绝温总对度放黑下射，体能任的力何放与物射它体本能对身力于的最某绝一大对波值温长对度的应的放四的射次波能方长力成与与 物正体其比对本。该身波的长绝的吸对收温率度的成比反值比，，只是即温：度和波长的函数
设投射到物体上的总辐射能量为Qo；被吸收、反 射、透射的量分别为Q 、Qr、Qd。
根据能量守恒原理，则：
Q +Qr+Qd=Qo 将上式两端除以Q。，则得：
Q Q Qd 1 Q0 Q0 Q0
式中左边第一项 Q 为吸收率；第二
项 Q
Q0
，称为反射率(物体反射的辐射与投
Q0
射于其上的总辐射之比)；第三项
热辐射的一般知识课件
辐射具以有电波磁粒波二或象粒性子（的光形学式中放，射光或合输作送用能的量能叫量辐转射。
热辐射的一般知识 化）。该能量波本动身性辐：射V能=λ。f任何温V：度光在速绝，对λ零：度波以长上，的f物：
频率。体，都粒具子有性辐：射EL=的hV本/λ领。EL表示光量子的能量，普 朗克常数h=6.6×10-34J·S。将不同辐射波的波长从小到
举例： 已知雅安的纬度为北纬30º，试计算出雅安春
分、秋分、夏至和冬至这四个特定日子正午时的 太阳高度角。
解：已知 Φ=30º， 正午 ω =0º ，代入公式得
（1）春分、秋分时 δ=0º h=90º-（30º-0º）=60º
（2）夏至 δ=23º27ˊ h=90º-（30º-23.5º）=83.5º
cosω0 =-tgΦtgδ 上式中负根(-ω0)相当于日出的时角，正根相当
于日没的时角。 -ω0<ω<ω0
可照时数= 2ω0 15
当Φ=0时；当δ=0时；
当Φ>0， δ>0时；(>12h)
当Φ>0， δ<0时；(<12h)
大 气
大气对太阳辐射的吸收
对
太
阳
辐
太阳辐射在大气中的散射
射
的
减
弱
大气对太阳辐射的反射