黑體輻射源的研究可以分為三個(gè)方面:黑體空腔 及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);空腔有效發(fā)射率的計(jì)算和溫度均勻性的實(shí)現(xiàn);黑體輻射源的評估。決定黑體輻射源性能的兩個(gè)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(shè)計(jì)主要也是基于這兩個(gè)方面的考慮。描述黑體輻射源輻射性能的主要技術(shù)指標(biāo)空腔發(fā)射率,也主要受這兩個(gè)方面的影響?？涨话l(fā)射率的計(jì)算既可以指導(dǎo)空腔形狀的設(shè)計(jì),又可以驗(yàn)證空腔設(shè)計(jì)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(yōu)異需要加以評價(jià),目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的評價(jià)理論。 有效發(fā)射率的計(jì)算模型從簡單到復(fù)雜,從理想化到接近實(shí)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(jì)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(nèi)壁各點(diǎn)的有效半球輻射等于該點(diǎn)處面元本身的半球輻射加上空腔內(nèi)其它壁面投射到該面元上的發(fā)射輻射。該理論以由Buckley-Sparrow理論發(fā)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(diǎn)發(fā)射率的分布。Sparrow對Buckly理論進(jìn)行了完善,求得積分方程的數(shù)值解。Bedford和C.K.Ma發(fā)展了積分方程理論,用梯形區(qū)域近似法求解了積分方程。我國東北大學(xué)的謝植、高魁明等提出了基于Buckley-Sparrow理論的發(fā)射率計(jì)算新方法###矩形區(qū)域近似法,同Bedford梯形區(qū)域法相比,避開了奇點(diǎn)數(shù)值處理問題,可以求得任何軸對稱黑體空腔的有效發(fā)射率分布。
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