在初步认识了红外辐射的基本性质和度量标准之后,本节将讨论红外辐射遵循的基本定律。 AD8361ARTZ-REEL7这里讨论的辐射基本定律在整个电磁辐射波谱范围内都是适用的。下面将从辐射能量的产生、分布和传递几个方面介绍红外辐射中的几个重要的定律和公式。

    比辐射率和基尔霍夫定律

   世纪后半期,物理学家一直在试图解释热辐射体的光谱能量分布。18ω年,基尔霍夫在研究辐射传输的过程中发现:在任意给定的温度下,辐射通量密度和吸收系数之比,对任何材料都是常数。

   为了更好地阐述自己的观点,基尔霍夫引人了“黑体”的概念。所谓黑体就是能够完全吸收全部谱段的入射辐射的物体。根据基尔霍夫的观点,黑体具有最好的吸收能力,则其必然也是最好的辐射体。因此,可以把黑体作为物体辐射能力衡量的一个标准,它是任何其他辐射源可以与之进行比较的最有效的辐射体。

   一个辐射源的比辐射率即是指它的辐射能力与黑体辐射能力之比。有些文献上也把比辐射率称为其发射本领[2]。物体比辐射率的严格物理定义为:物体自身的辐射通量密度W与具有同一温度的黑体辐射通量密度吼之比,通常用符号ε。

   分别为两种不同的物体在其热力学温度为Γ时的辐射通量密度;αA1和αA2分别是两种不同的物体在其热力学温度为r时的吸收率;吼即为黑体(α:=1)在温度r时的辐射通量密度以Tl是一个仅与温度相关的函数。