blackness
简介
物体的实际辐射力E与同温度下绝对黑体(简称黑体) 的辐射力Eb之比值,又称发射率,以符号ε表示,ε= (E/Eb)T。它反映物体表面所固有的在辐射能力方面接近黑体的程度,是辐射换热中的重要参数。
G.R. 基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff)通过人工空腔实验(见黑体辐射),论证了在相同的温度下以黑体的辐射力为最大; 物体表面的黑度在数值上等于该表面对来自同温度黑体的投入辐射的吸收率。因此,辐射力为最大的黑体 (黑度ε=1) 也应该具有最大的吸收率:α=1,即黑体能够吸收向它的表面投射的全部辐射能,而不反射或透过任何辐射射线。
各种实际物体的黑度不仅与物体的材料和表面情况有关,而且还与辐射温度有关。物体对某一波长(λ)辐射能的吸收率称为单色吸收率(αλ)。一般地说,物体对不同波长辐射能的吸收率是不相同的,如果某一物体的单色吸收率与投入到该物体表面的辐射能的波长无关,即:αλ=α=常数,则称该物体为灰体。灰体发射辐射能随波长的变化具有与黑体发射辐射能的普朗克分布相似的性质,它的黑度与辐射能的波长无关,即:ελ=ε=常数。所不同的是对于黑体,ε=α=1;对于灰体,ε=α<1。
黑体与灰体都是理想化物体。实际物体既不是黑体,也不是灰体。它们的引入将有助于对辐射换热作简化和近似,因为这时只要用黑度一个物性参数就可以描述物体所具有的基本辐射特性。各种物体的黑度可查手册。要强调的是黑色的物质往往具有比较大的黑度,但是对于红外辐射而言,白颜色的表面决非一定是低黑度的物质,如雪、霜和冰恰恰是自然界能找到的一批黑度较高的物体中的典型例子,因为黑度指的是对热射线而不仅是可见光线的辐射和吸收能力。模拟绝对黑体的人造空腔是人们能够得到和利用的黑度最高的物体。