人眼能看到的光稱為可見光,主要集中在0.38μm~0.78μm附近的譜段內。其中又可細分為紫、藍、青、綠、黃、橙、紅七色光。那么 在紅光以后就沒有其它光線了嗎?其實不然,紅光以后很長一段頻率就是紅外線測溫儀,只是人眼看不到而已。1800年,英國物理學家赫胥爾在研究各種色光的 熱量時,有意地把暗室中*的窗戶用木板堵住,并在板上開了一條矩形的孔,孔內裝一個分光棱鏡。當太陽光通過這個棱鏡時,便被分解成彩色光帶。在試驗中, 他突然發(fā)現一個奇怪的現象:放在光帶紅光外的溫度計,比室內其它溫度計的指示值都要高。經過多次試驗,這個所謂含熱量zui多的高溫區(qū),總是位于光帶zui邊緣處 紅光的外面。于是赫胥爾宣布,太陽發(fā)出的光線中除可見光外,還有一種人眼看不見的“”,這種看不見的“”位于紅色光外側,因而叫做紅外線。
紅外線測溫儀如何被人們發(fā)現的?紅外線測溫儀其實也是一種電磁波,其波長范圍從0.78μm到1000μm。為了研究上的方便,紅外測溫儀被科學家劃分為三個波段,近紅外:波長為0.78μm~3.0μm,中紅外:波長為3.0μm~20μm,遠紅外:波長為20μm~1000μm。 紅外線測溫儀如何被人們發(fā)現的?紅外線的發(fā)現標志著人類認識自然的又一次飛躍。
一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射特性——輻射能量的大小及其按波長的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,便能準確地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。 黑體輻射定律:黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的反射和透過,其表面的發(fā)射率為1。應該指出,自然界中并不存在真正的黑體,但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律,在理論研究中必須選擇合適的模型,這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型,從而導出了普朗克黑體輻射的定律,即以波長表示的黑體光譜輻射度,這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點,故稱黑體輻射定律。
物體發(fā)射率對輻射測溫的影響:自然界中存在的實際物體,幾乎都不是黑體。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外,還與構成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關。因此,為使黑體輻射定律適用于所有實際物體,必須引入一個與材料性質及表面狀態(tài)有關的比例系數,即發(fā)射率。該系數表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度,其值在零和小于1的數值之間。根據輻射定律,只要知道了材料的發(fā)射率,就知道了任何物體的紅外輻射特性。
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