14-2 热辐射基本概念

热辐射基本概念

影响热流的因素

确定表面种类后，辐射热流Ф和哪些因素有关？

问题

d A 1

d A 2

微元（投影）面积

辐射波长范围

立体角

半径为r 的球面上，面积A 与球心对应的空间角度，单位是球面度sr 。

立体角

立体角

d l r

θ=⨯微元弧长d 2L r

π=圆周长平面角

d θ

d l r

2

2d A r

Ω=⨯微元面积d 24A r π=球体表面积2

2A r

π=半球表面积()

r θϕ已知,,2

2

2

d d d sin d sin d d A r

r r r

Ωθθϕθθϕ

===

d A1d A2

辐射热流细分

立体角

投影面积波长

辐射强度◆辐射强度：

⏹单位时间内从单位投影面积（可见面积）所发出的，包含在单位立体角内的所有波长的辐射能。

⏹用L (θ,φ)表示，又称定向辐射强度，单位是W/(m 2·sr)。⏹各向同性表面则为L (θ)。

1d (,)d cos d L A Φ

θϕθΩ=

◆光谱辐射强度：

⏹针对某一波长的辐射强度。⏹用L λ(θ)表示，单位是W/(m 3·sr)或W/(m 2·μm·sr)。

()0

()d L L λθθλ

∞

=⎰

辐射力◆辐射力：

⏹单位时间内，单位面积的物体表面向半球空间发射的全部波长的辐射能的总和。⏹用E 表示，单位是W/m 2。

◆光谱辐射力：

⏹针对某一波长的辐射力。用E λ表示，单位是W/m 3。

d E E λλ

∞

=⎰2()cos d E L Ωπ

θθΩ

==

⎰

定向辐射力◆定向辐射力：

⏹单位时间内，单位面积物体表面向某个方向发射的单位立体角内的所有波长的辐射能⏹用E θ表示，单位是W/(m 2·sr) 。

2()cos ()d E L E E θΩπθθθΩ==⎧⎪

⎨=⎪⎩

⎰

小结

(定向)辐射强度光谱辐射强度

辐射力

光谱辐射力定向辐射力

细分因素投影面积立体角波长

细分辐射强度定向光谱

不细分辐射力无修饰无修饰

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