
吸收
电磁辐射基本上可以通过三种方式与物质相互作用。它可以被反射或漫散回环境中,也可以被透明物体透射或被物质吸收。原则上,光与物质相互作用的三种形式都会发生,但在许多实际情况下,其中一种形式所占的比例可以忽略不计。因此,根据公式,吸收率 α 与反射率 ρ 和透射率 τ 相关联:
1 = α + ρ + τ
吸收度描述的是辐射在所考虑的材料中转化为其他形式能量(通常是热量,但也可以是化学转化过程)的比例,因此当它从物体(如部分透明的窗户)中流出时就不再是电磁辐射了。由于它是一个比率变量,因此没有单位。吸收率的取值范围在 0 和 1 之间,0 表示完全没有吸收,1 表示所有辐射都被吸收。对于大多数物体来说,吸收取决于与波长相关的消光系数、物体中光束路径的长度,以及吸收材料的密度或浓度(如适用)。
在黑体的情况下,既不会发生反射,也不会发生透射,因此所有照射的光线都会被吸收。吸收量最大。根据基尔霍夫热辐射定律,对于处于热平衡状态的物体:吸收=发射。
如果测量物体不是黑色或灰色发射体,而是在相对较窄的波长范围内吸收和发射电磁辐射,那么如果测量设备设计为使用合适的窄带光谱滤光片来检测这种辐射,则仍然可以确定其温度。例如,塑料薄膜主要在 3.4 µm 左右的 C-H 伸展和弯曲振动范围内具有红外活性,或者火焰气体(如 CO2 或 CO)在 4.2 µm 或 4.6 µm 左右的光谱范围内具有特别强的发射和吸收能力,这也适用于温度测定。具有宽光谱范围的辐射探测器将通过这些测量对象进行测量,并主要评估背景。不过,也可能需要故意抑制气体的吸收和发射,以便有意识地只查看背景(热烤箱壁)。在这种情况下,应选择忽略干扰辐射的测量设备。
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