不銹鋼黑體的輻射系數是多少

A. 詳細說說黑體問題（輻射）是指什麼

黑體輻射指黑體發出的電磁輻射。

黑體不僅僅能全部吸收外來的電磁輻射，且發射電磁輻射的能力比同溫度下的任何其它物體強。

黑體輻射能量按波長的分布僅與溫度有關。

對於黑體的研究，使得自然現象中的量子效應被發現。

或許我們換一個角度來說：

所謂黑體輻射其實就是當地的狀態光和物質達到平衡所表現出的現象：物質達到平衡，所以可以用一個溫度來描述物質的狀態，而光和物質的交互作用很強，而如此光和光之間也可以用一個溫度來描述（光和光之間本身不會有交互作用，但光和物質的交互作用很強）。而描述這關系的便是普朗克分布(Plank distribution)。

而在現實上黑體輻射是不存在的，只有非常近似（好比在一顆恆星之中）。

舉個例來說，我們觀測到宇宙背景輻射(CMBR)，對應到一個約3K的黑體輻射，

這暗示宇宙早期光是和物質達到平衡的。而隨著時間演化，溫度慢慢降了下來，但function的form卻留了下來（還是blackbody）。（頻率和溫度的效應抵銷）

黑體又稱為絕對黑體，它能夠吸收外來的全部電磁輻射，並且不會有任何的反射與透射。換句話說，黑體對於任何波長的電磁波的吸收系數為1，透射系數為0。但黑體不見得就是黑色的，即使它沒辦法反射任何的電磁波，它也可以放出電磁波來，而這些電磁波的波長和能量則全取決於黑體的溫度，不因其他因素而改變。當然，黑體在700K以下時看起來是黑色的，但那也只是因為在700K之下的黑體所放出來的幅射能量很小且幅射波長在可見光范圍之外罷了！若黑體的溫度高過上述的溫度的話，黑體則不會再是黑色的了，它會開始變成紅色，並且隨著溫度的升高，而分別有橘色、黃色、白色等顏色出現。

黑體一詞是在1862年由柯西荷夫所命名並引入熱力學內，黑體所幅射出來的光線則稱做黑體幅射。

細節
在實驗室內，研究者們可以模擬最靠近黑體的設備是大型空腔表面所開的一個小洞。只要有光線射向這個小洞，光線便會在空腔內反射或者被空腔內的牆壁所吸收，而只剩下微乎極微的光線可以再由洞口射出，亦即入射的光線幾乎都被吸收了，而沒有反射。如此，這個小洞就有如一個黑體一般，而且當空腔開始加熱以熱，小洞發出來的幅射所形成的光譜將會是連續的且和空腔材質無關。依據柯西荷夫定理，光譜的圖形只和空腔的溫度有關，而和其他因素沒有關系。

B. 黑體輻射的理論數據

普朗克輻射定律(Planck)則給出了黑體輻射的具體譜分布，在一定溫度下，單位面積的黑體在單位時間、單位立體角內和單位波長間隔內輻射出的能量為
B(λ，T)=2hc2 /λ5 /exp(hc/λKT)-1
B(λ，T)—黑體的光譜輻射亮度(W·m^-2·Sr^-1·μm^-1 )
黑體光譜輻射出射度M（λ，T）與波長、熱力學溫度之間關系的公式：
M=c1/[λ^5(exp(c2/λT)-1)]，其中c1=2πhc^2,c2=hc/k.
黑體能量密度公式：
E*dν=c1*v^3*dv/[exp(c2*v/T)-1)]
E*dv表示在頻率范圍（v,v+dv）中的黑體輻射能量密度。
λ—輻射波長(μm)
T—黑體絕對溫度(K、T=t+273k)
C—光速(2.998×10^8m/s )
h—普朗克常數， 6.626×10^-34 J/S
K—玻爾茲曼常數(Boltzmann)， 1.3806505*10^-23J/K基本物理常數
由圖2.2（缺）可以看出：
①在一定溫度下，黑體的譜輻射亮度存在一個極值，這個極值的位置與溫度有關， 這就是維恩位移定律(Wien)
λm T=2.898×10(μm·K)
λm —最大黑體譜輻射亮度處的波長(μm)
T—黑體的絕對溫度(K)
根據維恩定律，我們可以估算，當T～6000K時，λm ～0.48μm(綠色)。這就是太陽輻射中大致的最大譜輻射亮度處。
當T～300K， λm～9.6μm，這就是地球物體輻射中大致最大譜輻射亮度處。
②在任一波長處,高溫黑體的譜輻射亮度絕對大於低溫黑體的譜輻射亮度，不論這個波長是否是光譜最大輻射亮度處。
如果把B(λ，T)對所有的波長積分，同時也對各個輻射方向積分，那麼可得到斯特番—波耳茲曼定律(Stefan-Boltzmann)，絕對溫度為T的黑體單位面積在單位時間內向空間各方向輻射出的總能量為B(T)
B(T)= δT4 (W/m2)
δ為Stefan-Boltzmann常數, 等於5.67×10ˆ-8 W/m2·K4
但現實世界不存在這種理想的黑體，那麼用什麼來刻畫這種差異呢?對任一波長， 定義發射率為該波長的一個微小波長間隔內， 真實物體的輻射能量與同溫下的黑體的輻射能量之比。顯然發射率為介於0與1之間的正數，一般發射率依賴於物質特性、 環境因素及觀測條件。如果發射率與波長無關，那麼可把物體叫作灰體(grey body)， 否則叫選擇性輻射體。

C. 碳氧比能譜測井的蒙特卡羅模擬計算資料來自鄭華、陳景霞的論文

雙源距碳氧比能譜測井儀的近探器距中子源較近，易受高強度射線影響，從而導致探測器解析度變低。為了避免中子源發射的中子直接照射探測器，必須在中子源和探測器之間放置一個屏蔽體，用來屏蔽快中子及高能γ射線。可通過實驗的方法，確定屏蔽材料和尺寸，但為了節約時間和經費，還可採用蒙特卡羅模擬的方法進行理論計算來確定，模擬計算使用了MCNP-3B程序。

1.屏蔽材料的預選中子與物質的相互作用可分為兩類：一類是散射，包括彈性散射和非彈性散射，這是快中子與物質相互作用過程中能量損失的主要形式；另一類是吸收，即中子被原子核吸收後僅產生其他種類的次級粒子，不再產生中子，如輻射俘獲等核反應。

中子在較輕介質中主要通過彈性散射損失能量。物質對中子的減速能力ξ與靶核質量MA之間有如下關系：

由式（3-2-2）可以看出，靶核的質量數越小，其減速能力越強。所以常選用含氫物質和原子量小的物質作為快中子的減速劑，如選石墨、硼砂、聚乙烯等。

快中子在重介質中主要通過非彈性散射損失能量。靶核越重，其第一激發能一般越低，也越容易與中子發生非彈性散射。因此在中子屏蔽層中往往摻入重元素或重金屬與減速劑組成交替屏蔽材料，其中重元素具有使較高能量中子減速和吸收γ射線雙重作用，如選鎢（W）、鉛（Pb）、銅(Cu)、鐵(Fe)。

快中子通過彈性散射和非彈性散射損失能量變為慢中子後，主要的反應過程是輻射俘獲。此時應主要考慮熱中子的吸收，通常選鎘( Cd )作為熱中子的吸收劑。由於用較薄的一層鎘就能起到較好地吸收熱中子的作用，所以沒有考慮對它進行模擬計算。

2.物理模型結構模擬計算中模型的剖面如圖3-2-7所示。

（1）測井儀器在套管內居中放置，儀器外徑為φ89mm，壁厚4mm，模擬為純鐵（Fe），密度為7.86g/cm3。中子源位於( 0，0，0 )處，均勻地發射各向同性能量為14.1MeV的中子。在儀器內部距中子源垂直向上5cm處開始放置屏蔽體，並使其填充滿儀器殼以內空間，屏蔽體材料分別選鎢( W，密度為18.0g/cm3)、鐵（Fe，密度為7.86g/cm3）、鉛( Pb，密度為11.34g/cm3)、銅( Cu，密度為8.92g/cm3)、石墨( C，密度為2.50g/cm3)、硼砂(密度為1.8 g/cm3)、聚乙烯( H2，密度為0.96g/cm3)、錫( Sn，密度為7.29g/cm3)和鈦（Ti，密度4.5 g/cm3）。

（2）模擬套管物質與測井儀器外殼相同，套管外徑φ140mm，厚度為7mm。水泥環模擬物質為CaSiO3，密度為1.95g/cm3，厚度為30mm，外徑為200mm。

（3）井內介質為水H2O，密度為1.00g/cm3。

（4）地層高度為1m，從－20cm至80cm；徑高深度為60cm，半徑為10～70cm。地層模擬為35%孔隙度的飽和水砂，即65%的石英砂（SiO2，密度為2.65g/cm3）加上35%的水。

（5）圖3-2-7中距中子源垂直向上5～55cm處，每5cm為一段探測區間，探測器形狀是一個φ80mm×50mm的圓柱，分別對探測器底面和側面來的中子數進行記錄，能區分為1～14MeV，均分為14道。

3.模擬結果首先對中子源與探測器之間無屏蔽體的情況進行了模擬，計算結果如圖3-2-8所示帶圓形點的曲線。圖3-2-8、圖3-2-9中橫坐標表示屏蔽體厚度，以中子源垂直向上5cm處為0，圖3-2-8的縱坐標是相對於中子源每發射一個中子時，探測區間能接收到能量為1～14MeV中子的幾率。即使不做屏蔽處理，由於記錄區間的表面積是固定的，隨著源距增大，探測器對中子源所張的立體角變小，所記錄的中子數就會相對減少。

考慮到單個原子核對中子的減速能力隨其質數的增大而減小，物質對中子的阻止本領隨其密度的增大而增大，將預選的屏蔽材料分為三組。其中核質量數大且物質密度大的為A組( W，Pb )（圖3-2-9a），核質量數中等且物質密度也為中等的為B組（Cu、Fe、Sn、Ti）（圖3-2-9b），核質量數小且物質密度也小的為C組(石墨、硼砂、聚乙烯)（圖3-2-9c）。這里定義屏蔽率為在中子源與探測器之間放置屏蔽體時，探測器表面中子計數率與無屏蔽體時的中子計數率之比。屏蔽率隨屏蔽體厚度的增加下降越快，表明屏蔽效果越好。從圖3-2-9a中看出，A組中鎢屏蔽效果好，B組中銅的屏蔽效果好，C組中石墨的屏蔽效果好。綜合來看，若以屏蔽率等於0.2為標准，三組中不同材料的屏蔽體厚度依次應為：鎢厚度約為12.5cm，銅厚度約為15cm，鐵厚度約為16.5cm，鉛厚度約為22cm等。可見在選擇屏蔽體材料時，應首選鎢，其次為銅和鐵。

式中F——石棉絨塞的園面積；L——石棉絨塞長度，0.2m；λ——石棉絨的導熱系數，95cal/（m?h?℃）；ΔΤ——井下溫度，150℃，瓶內維持溫度55℃，溫差150℃-55℃=95℃。

代入式（3-2-4），經計算Q2＝144cal/h，10h為1440cal。

3）杜瓦瓶外面傳進去的輻射熱量Q3計算

式中C0——絕對黑體的輻射系數，4.9×103cal/（m2?h?°K4）；F——內筒表面積，0.3＋0.00324＝0.30324m2；T1——高溫體，150℃換算成絕對溫度為423°K；T2——低溫體，55℃換算成絕對溫度328°K；A1A2——外壁吸收系數，0.05。

代入式（3-2-5），經計算Q3＝2.4×103cal/h，10h為2.4×104cal。

D. 黑體輻射的公式是什麼其中幾個參量具體是多少啊

黑體輻射的公式可以在網路上可以查到的，可以有兩種表達式關於頻率v或者波長λ，可以等價轉化。表達式的含義是能量隨頻率或波長的分布規律，具體來說表達式是一個概率分布函數，Edν表示分布在ν到ν+dν范圍內的能量。如果把Edν在整個負無窮到正無窮積分就得到總的能量。
其中的常數參量有光速，波爾茲曼常量（K=1.38×10^-23J·K）。

E. 為什麼測量紅外探測器性能參數要用黑體作輻射源如何計算黑體輻射能量

黑體是產生一個標准溫度，並且黑體的輻射系數比較高，接近1.所以把黑體作為一個標准源，通過測量標准源上面的溫度，來比較紅外線探測器的測量准確。黑體輻射能量的計算，有一個黑體輻射公司

，

F. 輻射系數是什麼

角系數是一個表面發射出的輻射能中，落到另一表面的百分數。反映相互輻射的不同物體之間幾何形狀與位置關系的系數。任意兩個面積各為Ai和Aj的表面。

溫度分別為Ti和Tj，當空間介質對輻射能量透明時，由表面Ai所輻射的能量有一部分可以到達另一個表面Aj,其餘能量則落到表面Aj以外的空間。

角系數的計算方法

求解角系數的方法通常有直接積分法、代數分析法、幾何分析法以及Monte-Carlo法。代數分析法是利用角系數的各種性質，獲得一組代數方程，通過求解獲得角系數。

值得注意的是，利用該方法的前提是系統一定是封閉的，如果不封閉可以做假想面，令其封閉；凹面的數量必須與不可見表面數相等。

G. 輻射傳熱的吸收能力

理論研究證明，黑體的輻射能力為：
=(此式稱為斯忒藩－波耳茲曼定律式中為絕對溫度；為黑體的輻射常數（或稱斯忒藩-波耳茲曼常數）,其值為5.669×10 W/(mK)。為應用方便,此式可改寫為：
[152-01]式中為黑體的輻射系數,[kg1]其值為5.669W/(mK)。此式表明，溫度對熱輻射的影響極大。低溫時熱輻射常可忽略（如普通換熱器中）；高溫時（如爐膛內），則成為傳熱的主要方式。
實際物體的輻射能的波長分布規律，隨物體和溫度而異。設實際物體輻射任一波[kg1][kg1]的輻射能力為，在同溫度下的黑體輻射相同波長的能力為[152-0ru]；若/[152-0ru]=常數,即物體的輻射能力與波長無關,則這種物體稱為灰體。大多數工程材料在熱輻射波長范圍內接近於灰體。灰體的輻射能力可表示為：
[152-02]式中(<)為灰體的輻射系數，其數值與物體的表面狀況及溫度有關。
物體的輻射能力與同一溫度下黑體的輻射能力之比，等於各自的輻射系數之比，即=/=/。稱為黑度，它代表物體的相對輻射能力。G.R.基爾霍夫發現，任何物體的輻射能力與吸收率的比值都相同,且恆等於同溫度下絕對黑體的輻射能力，即：
[152-03]此式稱為基爾霍夫定律。它表明物體的吸收率與黑度在數值上相等，即物體的輻射能力越大，吸收能力也越大。

H. 什麼是黑體輻射

所謂黑體(black body)，，是指能夠將入射的電磁波全部被吸收，既沒有反射，也沒有透射的物體。這樣的物體現實世界裡並不存在，科學家虛構並定義出這種理想物體，是為了將之作為標准物體來研究「純粹的」熱輻射規律（即與物質具體物性無關）。按照基爾霍夫輻射定律，在一定溫度下，黑體必然是輻射本領最大的物體，可叫作完全輻射體。
以上介紹是為了能夠被通俗理解。如果需要深入了解，請另外搜索。

I. 黑體的輻射頻率

黑體是個理想化的物理模型，就象光線，質點，剛體，理想氣體一樣，是為了方便理論而簡化的理想模型，現實不存在的。但黑體幅射當然有現實例子，當你加熱一塊鐵時，剛開始鐵發出了紅色的可見光（其實在這之前還有不可見的紅外線發出），隨著溫度的升高，高頻的可見光比例增加，發出的光變白，達到「白熱」狀態，如果能控制鐵塊不讓它氣化，你能看到它到最後會發出淡藍色的光。這只是粗糙的實驗，感興趣的話可以研究一下普朗克的黑體幅射公式。
「黑體也能輻射各種頻率的電磁波,可不可以這么理解,說單個分子的運動產生了電磁波」
差不多是這樣，黑體受熱後原子核外的電子躍遷到了能量較高的外軌道，不穩定而又回到之前的軌道，這一過程放出電磁波