红外辐射的基本定律

1）基尔霍夫定律

  基尔霍夫定律指出，一个物体向周围辐射热能的同时也吸收周围物体的辐射能。如果几个物体处于同意温度场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领，这就是霍夫定律。

  其表示公式为：  E_r=aE₀

  式中：E_r——物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能

         a——该物体对辐射能的吸收系数

         E₀——等价于黑体在相同温度下发射的能量，E₀是常数。

   黑体是在任何温度下全部吸收任何波长辐射的物体，黑体的吸收本领与波长和温度无关，即a=1黑体的吸收本领最大，而且加热后，它的发射热辐射也比任何物体都要大。

2）斯忒藩——波尔茨曼定律

  物体的温度越高，它辐射出来的能量越大，其表示公式为： E=σεT⁴

  式中：E——某物体在温度T时单位面积和单位时间的红外辐射总能量

         σ——斯忒藩-波尔茨曼常数

         ε——比辐射率，即物体表面辐射本领与黑体辐射本领之比值，黑体的ε=1

         T——物体的绝对温度

3）维恩位移定律

  热辐射发射的电磁波长中包含着各种波长。实验证明，物体峰值辐射波长与物体自身的绝对温度T成反比。即 λ_m=2897/T（μm）

  图13-3给出了分谱辐射出射度M_λ与波长λ的分布与温度的关系。

  从图所示曲线可知，峰值辐射波长随温度升高向波短方向偏移。当温度不很高时，峰值辐射波长在红外区域。