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黑体辐射源的具体研究内容


    黑体辐射源的研究可以分为三个方面:黑体空腔 及结构设计;空腔有效发射率的计算和温度均匀性的实现;黑体辐射源的评估。决定黑体辐射源性能的两个方面是黑体辐射源空腔的形状和密闭性以及黑体辐射源温度分布的均匀性。前者描述了辐射源整体偏离理想黑体辐射源的程度,后者决定了辐射源偏离理想黑体辐射谱的程度。黑体辐射源的具体设计主要也是基于这两个方面的考虑。描述黑体辐射源辐射性能的主要技术指标空腔发射率,也主要受这两个方面的影响。空腔发射率的计算既可以指导空腔形状的设计,又可以验证空腔设计的合理性以及部分反映辐射源的性能。黑体辐射源的整体性能是否优异需要加以评价,目前还没有一个统一的评价理论。
     有效发射率的计算模型从简单到复杂,从理想化到接近实际,大体可以分为:漫射模型、完全镜反射模型、均匀镜漫反射模型、非漫射模型等。在计算方法上总体可以归纳分为积分方程理论、多重反射理论、蒙特卡罗方法等。
     漫反射的黑体空腔内壁各点的有效半球辐射等于该点处面元本身的半球辐射加上空腔内其它壁面投射到该面元上的发射辐射。该理论以由Buckley-Sparrow理论发展起来的Bedford-Ma方法为典型代表。Buckly给出了一端封闭的等温漫反射圆筒空腔的沿壁面和底面上各点发射率的分布。Sparrow对Buckly理论进行了完善,求得积分方程的数值解。Bedford和C.K.Ma发展了积分方程理论,用梯形区域近似法求解了积分方程。我国东北大学的谢植、高魁明等提出了基于Buckley-Sparrow理论的发射率计算新方法###矩形区域近似法,同Bedford梯形区域法相比,避开了奇点数值处理问题,可以求得任何轴对称黑体空腔的有效发射率分布。

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