什么是蘭貝特定律

　　四次方定律所確定的輻射能力是單位表面向半球空間輻射的總能量。但有多少能量可以落到另一個表面上去，就要考察一下輻射按空間方向分布的規(guī)律。如圖3-14所示，微元面dA，向微元面積dA2輻射的能量等于沿dA，法線方向所發(fā)射的能量dQ}乘以dA:所對應的立體角dco，再乘以dA:方向與法線方向夾角滬的余弦，即式(3-35)稱為蘭貝特定律。又稱余弦定律。它表明黑體單位面積發(fā)出的輻射能落到空間不同方向單位立體角中的能量，正比于該方向與法線間夾角的余弦。所謂立體角的定義是符合蘭貝特定律的物體，經(jīng)過推演可以得到法線方向輻射能力為總輻射能力(即半球輻射能力的令，即應當指出，蘭貝特定律只是對于黑體和灰體是****的，實際表面只是近似地服從該定律，其黑度隨輻射方向而變。對于非導電材料，該定律在Sp=00^-600范圍內(nèi)才是**的，當角度9p>600以后，就有偏差。對于磨光的金屬表面，只是在(p<45-時，才遵守蘭貝特定律。

　　克希荷夫定律

　　 這一定律確定了物體黑度與吸收率之間的關(guān)系，它可以從兩表面間輻射換熱的關(guān)系導出。設(shè)有兩個互相平行相距很近的平面(圖33-15)，每一個平面所射出的輻射能全部可以落到另一平面上。表面1是絕對黑體，表面2是灰體。兩個表面的溫度、輻射能力和吸收率分別為兀、民、人(二1)，和T，E，A。表面I輻射的能量坑，落在表面2上被吸收A民，其余(1-A)瓜反射回去，被表面1吸收;表面2輻射的能量E，落在表面1上被全部吸收。表面2熱量的收支差額為式(3-38)說明了任何物體的輻射能力和吸收率的比值，恒等于同溫度下黑體的輻射能力。與物體表面性質(zhì)無關(guān)。僅是溫度的函數(shù)，這就是克希荷夫定律。因為表面2是一個任意表面，所以得出這樣的結(jié)論:任何物體的黑度等于它對黑體輻射的吸收率。也就是說。物體的輻射能力愈大，它的吸收率就愈大，反之亦然。

　　 應當指出，克希荷夫定律是在兩表面處于熱平衡并且投入輻射來自黑體時導出的。所以確切地說只有在熱平衡(T=To)條件下，定律才是**的。但是灰體的單色吸收率與波長無關(guān)，不論投人輻射的情況如何?；殷w的吸收率只取決于自身的情況而與外界情況無關(guān);其次，四次方定律對灰體也是適用的，黑度只與本身情況有關(guān)，且不隨溫度和波長而變，也不涉及外界條件。因此，不論投人輻射是否來自黑體。也不論是否處于熱平衡狀態(tài)，灰體的黑度與吸收率數(shù)值上都是相等的。至于實際物體情況更為復雜。例如實際物體的吸收率要根據(jù)投射與吸收物體兩者的性質(zhì)和溫度來確定。這是很困難的。但一般情況下，我們都把制作深井爐工程材料在熱輻射范圍內(nèi)近似地看作灰體，克希荷夫定律也能近似地適用。