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黑體輻射源的具體研究內容


    黑體輻射源的研究可以分為三個方面:黑體空腔 及結構設計;空腔有效發射率的計算和溫度均勻性的實現;黑體輻射源的評估。決定黑體輻射源性能的兩個方面是黑體輻射源空腔的形狀和密閉性以及黑體輻射源溫度分布的均勻性。前者描述了輻射源整體偏離理想黑體輻射源的程度,后者決定了輻射源偏離理想黑體輻射譜的程度。黑體輻射源的具體設計主要也是基于這兩個方面的考慮。描述黑體輻射源輻射性能的主要技術指標空腔發射率,也主要受這兩個方面的影響。空腔發射率的計算既可以指導空腔形狀的設計,又可以驗證空腔設計的合理性以及部分反映輻射源的性能。黑體輻射源的整體性能是否優異需要加以評價,目前還沒有一個統一的評價理論。
     有效發射率的計算模型從簡單到復雜,從理想化到接近實際,大體可以分為:漫射模型、完全鏡反射模型、均勻鏡漫反射模型、非漫射模型等。在計算方法上總體可以歸納分為積分方程理論、多重反射理論、蒙特卡羅方法等。
     漫反射的黑體空腔內壁各點的有效半球輻射等于該點處面元本身的半球輻射加上空腔內其它壁面投射到該面元上的發射輻射。該理論以由Buckley-Sparrow理論發展起來的Bedford-Ma方法為典型代表。Buckly給出了一端封閉的等溫漫反射圓筒空腔的沿壁面和底面上各點發射率的分布。Sparrow對Buckly理論進行了完善,求得積分方程的數值解。Bedford和C.K.Ma發展了積分方程理論,用梯形區域近似法求解了積分方程。我國東北大學的謝植、高魁明等提出了基于Buckley-Sparrow理論的發射率計算新方法###矩形區域近似法,同Bedford梯形區域法相比,避開了奇點數值處理問題,可以求得任何軸對稱黑體空腔的有效發射率分布。

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