文档介绍：第2章
辐射收支与热量平衡
辐射基础知识
太阳辐射
地面&大气辐射
辐射差额
热量平衡
温度变化规律及特征
Outline
物体以辐射的方式传递交换的能量。
辐射基础知识
辐射与辐射能
辐射(Radiation)
物体以电磁波或粒子流的形式向周围传递或交换能量的方式。
辐射能(Radiation Energy)
基本特性
波粒二象性(同时具备波的特质及粒子的特质)
各种辐射的波长
名称
波长范围
紫外线
~
可见光
~
红
外
线
近红外
~
中红外
~
远红外
~15微米
超远红外
15~1000微米
微
波
毫米波
1~10毫米
厘米波
1~10厘米
分米波
10~100厘米
色彩名称
波长范围
紫
~
蓝
~
青
~
绿
~
黄
~
橙
~
红
~
不同电磁波的具体波长范围
波长和对应的颜色
太阳辐射(Solar Radiation)
1、太阳辐射是一种电磁波;
2、太阳辐射由紫外线、可见光、红外线三部分组成;
3、太阳辐射的能量主要集中在可见光部分;
4、太阳辐射是一种短波辐射。
×1026 W
辐射通量(Radiation Flux)
单位时间通过任意面积上的辐射能,单位为J/s (或W)。
辐射通量密度(Radiant Flux Density)
单位面积上的辐射通量,单位为W/m2。
×107 W/m2
注意:辐射通量密度又被称为辐射强度、辐射能力
(绝对)黑体 Blackbody
对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体,是一种科学假想的物体,现实生活中是不存在的,但却可以人工制造出近似的人工黑体。
辐射的基本定律
普朗克定律
维恩位移定律
史蒂芬-玻尔兹曼定律
基尔霍夫定律
普朗克定律(Planck’s Law)
(黑体辐射的能量分布公式)
绝对黑体辐射能量与其波长、温度的关系为:
——辐射强度;
h ——普朗克常数,×10-34 J/s;
k ——波尔兹曼常数,×10-23 J/K ;
c ——真空中的光速,3×108 m/s;
——辐射波长,m;
T ——物体的绝对温度,K。
普朗克-德国物理学家
(1858-1947)
黑体单色辐射力随波长的增大,先增大后减小。
物体的温度愈高,放射能量最大值的波长愈短,随着物体温度不断增高,最大辐射波长由长向短位移。
~4μm,而地球和大气辐射的主要能量集中在3~120μm。一般以4μm为界,把太阳辐射称为短波辐射(Shortwave Radiation),把地球和大气辐射称为长波辐射(Long-wave Radiation)。