Instructions

Теория термографии36
36.3.4 Излучатели, не являющиеся черными телами
До сих пор обсуждались только черные излучатели и излучение черного тела. Од-
нако реальные объекты почти никогда не соответствуют этим законам на широ-
ком диапазоне значений длины волны, хотя в некоторых спектральных
интервалах они могут приближаться к характеристикам черного тела. Например,
белая краска кажется идеально белой в спектре видимого света, но становится
явно серой на длине волны примерно 2 мкм, а за пределами 3 мкм она вообще по-
чти черная.
Реальным объектам помешать стать черными телами могут три процесса: часть α
падающего излучения может быть поглощена, часть ρ может быть отражена, а
часть τ может пройти через объект. Поскольку все эти процессы в той или иной
степени зависят от длины волны, символ λ применяется для обозначения спек-
тральной зависимости для их определения следующим образом.
• Коэффициент спектрального поглощения α
λ
равен отношению мощности излу-
чения, поглощенной объектом на определенной длине волны, ко всей входной
мощности.
• Коэффициент спектрального отражения ρ
λ
равен отношению мощности излуче-
ния, отраженной объектом на определенной длине волны, ко всей входной
мощности.
• Коэффициент спектрального пропускания τ
λ
равен отношению мощности излу-
чения, прошедшей сквозь объект на определенной длине волны, ко всей вход-
ной мощности.
Сумма этих трех коэффициентов всегда должна равняться единице при любой
длине волны, поэтому:
Для непрозрачных материалов τ
λ
= 0, поэтому отношение упрощается:
Другой коэффициент, называемый коэффициентом излучения, требуется для опи-
сания части ε излучения черного тела, создаваемого объектом при определенной
температуре. Таким образом, получаем следующее определение:
Спектральный коэффициент излучения ε
λ
равен отношению спектральной мощно-
сти излучения, создаваемого объектом, к мощности излучения черного тела при
одних и тех же температуре и длине волны.
Математически это может быть записано как отношение спектральной излуча-
тельной способности объекта к спектральной излучательной способности черного
тела:
Вообще говоря, существует три типа источников излучения, отличающихся тем,
как спектральная излучательная способность изменяется при изменении длины
волны.
• Черное тело, для которого ε
λ
= ε = 1
• Серое тело, для которого ε
λ
= ε = постоянная, меньшая единицы.
• Избирательный излучатель, для которого ε изменяется при изменении длины
волны.
Согласно закону Кирхгоффа, для любого материала спектральный коэффициент
излучения и спектральный коэффициент поглощения тела равны для любой за-
данной температуры и длины волны. То есть:
Из этого для непрозрачных материалов мы получаем (поскольку α
λ
+ ρ
λ
= 1):
#T810190; r. AN/48182/49304; ru-RU
294