Какова роль черного тела в инфракрасных термометрах?
(1) Объект, который полностью поглощает внешнее излучение любой длины волны без какого-либо отражения при любых условиях.
(2) Объект с коэффициентом поглощения 1
(3) Объект, который поглощает все излучение любой длины волны, падающее при любой температуре. Любой объект обладает способностью непрерывно излучать, поглощать и излучать электромагнитные волны. Излучаемые электромагнитные волны различны в разных диапазонах, а значит, имеют определенное спектральное распределение. Это спектральное распределение связано с характеристиками самого объекта и его температурой, поэтому его называют тепловым излучением. Чтобы изучить закон теплового излучения, не зависящий от конкретных физических свойств материи, физики в качестве эталонного объекта исследования теплового излучения определили идеальный объект — черное тело. Так называемое черное тело означает тот факт, что все падающие электромагнитные волны поглощаются, а не отражаются и не передаются (конечно, излучение черного тела все равно должно излучаться наружу).
Закон излучения Кирхгофа гласит, что отношение энергии, излучаемой объектом в состоянии теплового равновесия, к скорости его поглощения не связано с физическими свойствами самого объекта, а только с его длиной волны и температурой. Согласно закону излучения Кирхгофа, при определенной температуре черное тело должно представлять собой объект с большой мощностью излучения, который можно назвать полным излучателем. Электромагнитные волны, излучаемые разными веществами в инфракрасном тепловидении, никогда не пересекаются, и это черное тело является лишь эталонным объектом, эквивалентным нулевой точке. Но в реальном мире такого идеального черного тела не существует, так что же используется для изображения этой разницы? Для любой длины волны излучательная способность определяется как отношение энергии излучения реального объекта к энергии излучения черного тела при той же температуре в небольшом интервале длин волн этой длины волны. Очевидно, что коэффициент излучения представляет собой положительное число от 0 до 1 и обычно зависит от свойств материала, факторов окружающей среды и условий наблюдения. Если коэффициент излучения не зависит от длины волны, объект можно назвать серым телом, в противном случае его называют селективным излучателем.
При длительном использовании инфракрасные тепловизоры могут подвергаться воздействию внешних факторов, что приводит к ошибкам, поэтому необходима калибровка черного тела.
