40 8.2 黑体热辐射的基本定律.pptx

第1页：黑体热辐射的基本定律

8-2 黑体热辐射的基本定律：本页为《传热学》课程课件封面，标示课程名称与本讲主题。

第2页：黑体辐射有三个基本定律

黑体辐射有三个基本定律8-2黑体辐射的基本定律Stefan-Boltzmann’s LawPlanck’s LawLambert’s Law从不同角度描述了一定温度下的黑体辐射的基本规律

第3页：一Stefan-Boltzmann’s

一Stefan-Boltzmann’s Law•单位时间内，物体的单位表面积向半球空间发射的所有波长的能量总和。

• 单位：W/m2•从总体上表征了物体辐射能力的大小。

1辐射力Eemissive power

第4页：σ－Stefan-Boltzmann常数

σ－Stefan-Boltzmann常数5.67×10-8W/(m2·K4)•C0－黑体辐射系数5.67 W/(m2·K4)2表达式

第5页：年由Stefan根据实验结果提出

1879年由Stefan根据实验结果提出，1884年由Boltzmann用理论分析法予以证实；

• Boltzmann其人热科学领域杰出的科学家1906年亚德里亚海Boltzmann transport equation•ET43说明

第6页：二Planck’s Law•单位时间

二Planck’s Law•单位时间、单位波长范围内(包含某一特定波长)、物体的单位表面积向半球空间发射出去的辐射能。

• 单位：W/m3•E和Eλ关系1光谱辐射力Eλspectralemissive power

第7页：式中：λ—波长

式中：λ—波长，mT—黑体温度，Kc1—第一辐射常数，3.742×10-16W×m2；

c2—第二辐射常数，1.4388×10-2W×K；

2 Planck定律

第8页：

第9页：Planck定律和Stefan-Bolt

3 Planck定律和Stefan-Boltzmann定律的关系

第10页：Wien位移定律

4 Wien位移定律

第11页：黑体辐射函数

5黑体辐射函数

第12页：表8-1黑体辐射函数表（注意单位）

表8-1黑体辐射函数表（注意单位）

第13页：黑体辐射力中不同波长辐射能的比例例

6黑体辐射力中不同波长辐射能的比例例8-3试分别计算温度为1000K、1 400K、3000K、6000K时可见光和红外线辐射在黑体总辐射中所占的份额。

第14页：红外线可见光温度

红外线可见光温度（K）> 99.9%< 0.1%100088.5%11.4%300043.0%45.5%6000(1)结果(2)定性上实际物体的光谱辐射力按波长分布的规律………一致

第15页：三Lambert’s Law定义

三Lambert’s Law定义：球面面积除以球半径的平方单位：sr(球面度)1立体角平面角

第16页：

第17页：在相同的立体角的基础上比较

在相同的立体角的基础上比较！

第18页：单位可见辐射面积在相同的可见辐射面积的基

2单位可见辐射面积在相同的可见辐射面积的基础上比较！

第19页：定义3定向辐射强度I(θ

• 1)定义3定向辐射强度I(θ,)在单位时间内、单位可见辐射面积上、单位立体角内发射的一切波长的能量单位：W/m2·sr2)黑体的定向辐射强度Ib

第20页：定向辐射强度与方向无关的规律

• 1)定向辐射强度与方向无关的规律4 Lambert定律2)对于服从Lambert定律的辐射又称余弦定律3)黑体辐射法向方向最大，切线方向为零

第21页：黑体定向辐射强度与辐射力之间的关系

5黑体定向辐射强度与辐射力之间的关系

第22页：例题8-4

6例题8-4

第23页：讨论：正如前面所指出的

讨论：正如前面所指出的，黑体的定向辐射强度与方向无关是因为它是以单位可见面积作为度量单位的，实际上黑体辐射能量在空间的分布是不均匀的，法线方向最大，切线方向为零；

还应注意，本题得出的是落到该立体角中的能量，但未必是微元面积，及dA1、dA2和dA3所吸收的来自黑体微元面积得能量，后者还与微元面积本身的辐射特性有关。

第24页：Stefan-Boltzmann’s

Stefan-Boltzmann’s Law四小结Planck’s LawLambert’s Law总体按波长分布在空间分布