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黑体

/black body/
条目作者陆卫

陆卫

最后更新 2022-12-23
浏览 226
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对任何波长、任意方向的入射辐射均能全部吸收的理想物体。

英文名称
black body
所属学科
物理学

根据G.R.基尔霍夫的定义,黑体是最好的吸收体,同时也是最有效的辐射体和理想的漫辐射体。黑体用作与其他辐射源进行比较的基准,称为绝对黑体。黑体一词是在1862年由基尔霍夫所命名并引入热力学里,黑体所辐射出来的光线则称作黑体辐射。

根据基尔霍夫的理论,如在一个等温密封腔的腔壁上开一小孔,从小孔入射的光线经腔内多次反射后能被腔壁完全吸收,无法再从小孔出射。因此小孔发出的辐射可逼真地模拟该温度下的黑体辐射,模拟真实程度与密封腔的结构、等温性能有关。基尔霍夫提出的黑体腔模型如图所示。

基尔霍夫提出的黑体腔模型示意图基尔霍夫提出的黑体腔模型示意图

黑体在工业上主要应用于测温领域,最主要的产品是黑体炉。黑体炉指能全部吸收外部的辐射能量,同时能全部辐射出自身全部能量的物体。黑体的主要功能是产生一定温度下的标准辐射。因此在温度计量中主要用于检定各种辐射温度计,如光学高温计、红外温度计、红外热像仪等。随着科学技术的发展,黑体的用途已不局限于在温度计量方面的应用。在光学方面,已经普遍采用黑体作为标准辐射源和标准背景光源。在测量领域里,黑体已经用于测量材料的光谱发射、吸收和反射特性。在高能物理的研究中,黑体已经用于产生中子源。

  • SIEGEL R, HOWELL J R.Thermal Radiation Heat Transfer, 4th edition.Taylor and Francis,2002.
  • 余其铮.辐射换热原理.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000.

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