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紅外測(cè)溫儀的工作原理
人眼能看到的光稱(chēng)為可見(jiàn)光，主要集中在0.38μm～0.78μm附近的譜段內(nèi)。其中又可細(xì)分為紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅七色光。那么 在紅光以后就沒(méi)有其它光線(xiàn)了嗎？其實(shí)不然，紅光以后很長(zhǎng)一段頻率就是紅外線(xiàn)測(cè)溫儀，只是人眼看不到而已。1800年，英國(guó)物理學(xué)家赫胥爾在研究各種色光的 熱量時(shí)，有意地把暗室中*的窗戶(hù)用木板堵住，并在板上開(kāi)了一條矩形的孔，孔內(nèi)裝一個(gè)分光棱鏡。當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)這個(gè)棱鏡時(shí)，便被分解成彩色光帶。在試驗(yàn)中， 他突然發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：放在光帶紅光外的溫度計(jì)，比室內(nèi)其它溫度計(jì)的指示值都要高。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，這個(gè)所謂含熱量zui多的高溫區(qū)，總是位于光帶zui邊緣處 紅光的外面。于是赫胥爾宣布，太陽(yáng)發(fā)出的光線(xiàn)中除可見(jiàn)光外，還有一種人眼看不見(jiàn)的“”，這種看不見(jiàn)的“”位于紅色光外側(cè)，因而叫做紅外線(xiàn)。
紅外線(xiàn)測(cè)溫儀如何被人們發(fā)現(xiàn)的？紅外線(xiàn)測(cè)溫儀其實(shí)也是一種電磁波，其波長(zhǎng)范圍從0.78μm到1000μm。為了研究上的方便，紅外測(cè)溫儀被科學(xué)家劃分為三個(gè)波段，近紅外：波長(zhǎng)為0.78μm～3.0μm，中紅外：波長(zhǎng)為3.0μm～20μm，遠(yuǎn)紅外：波長(zhǎng)為20μm～1000μm。 紅外線(xiàn)測(cè)溫儀如何被人們發(fā)現(xiàn)的？紅外線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的又一次飛躍。
一切溫度高于零度的物體都在不停地向周?chē)臻g發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射特性——輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度，這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀(guān)基礎(chǔ)。 黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長(zhǎng)的輻射能量，沒(méi)有能量的反射和透過(guò)，其表面的發(fā)射率為1。應(yīng)該指出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長(zhǎng)表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱(chēng)黑體輻射定律。
物體發(fā)射率對(duì)輻射測(cè)溫的影響：自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴(lài)于輻射波長(zhǎng)及物體的溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類(lèi)、制備方法、熱過(guò)程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數(shù)值之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。