黑体

黑体是一个完全吸收任何波长电磁辐射的物体模型。因此，它对任何辐射都没有透射率和反射率。

在所有可以想象的热辐射源中，黑体在特定温度下，无论辐射角度如何，对每种波长都能发出最大的辐射功率。黑体是理解非接触式温度测量物理原理的基础。红外线温度计是用已知温度的黑体来调节的。作为兰伯特辐射体，它的辐射量不偏振，与辐射方向无关。对于实际测量对象，必须设置一个校正参数，即发射率，以尽量减小测量误差。这个系数描述了理想黑体和实际测量物体在辐射行为上的差异。

普朗克辐射定律描述了黑体向半空间的光谱特定辐射 M(T,λ)与其温度 T 和观测波长 λ 的函数关系。

这一关系说明，温度高于绝对零度（0 K）的每个物体都会发出电磁辐射。温度越高，每个波长的辐射功率就越大。在某一波长 λmax 时，辐射量达到最大值。由于红外辐射测温仪可以检测到这种辐射并计算出物体的温度，考虑到其自身的光谱灵敏度，该定律代表了非接触式温度测量的最基本关系。
由此可以推导出两个重要关系：

1.) 通过对从零到无穷远的所有波长的光谱辐射强度进行积分，可以得到表面为 A 的物体发出的总辐射功率值。
P(T) = σ- A – T4 [瓦-米-2] 减 σ = 5,67 – 10-8 [瓦米-2T-4]。
黑体在整个波长范围内的总辐射量与其绝对温度的四次方成正比增加。

2.) 然而，从普朗克辐射定律的极值观测中可以推断出，在温度较高时，最大辐射的波长值会向较小值移动。维恩位移定律描述了这种关系：
λmax – T = 2898 µm – K

由于很难开发出一种在宽波长范围内反射率极小，同时又耐高温、成本效益高的涂层，因此迄今为止还不可能仅仅通过涂抹特定涂层来生产黑体散热器。黑体辐射器是黑体的最佳技术实现方式。从形式上看，它由一个绝对均匀的空心体组成，空心体的开口与空心体的内径相比非常小。假定这样一个物体的外壳是不透明的，那么它将通过内部多重散射有效地吸收进入空洞的任何辐射。这将满足最小透射率和反射率的条件。然而，这种物体很难实现完全的温度均匀性，尤其是在高温下。在实践中，带斜面底部的均匀加热圆柱体被证明是最佳解决方案。长径比应在 5 左右，其表面应具有较高的发射率。