什么是黑體輻射，它是如何計算的？

1. 什么是黑體？

黑體是一個輻射吸收體。無論入射輻射的波長如何，黑體表面都不會反射熱輻射。黑體還會在任何給定溫度下發出最大可能的能量。

只有少數物質，如炭黑，接近黑體的特性。大多數表面，即使是許多看起來是黑色的表面，也不是熱輻射的完好吸收體或發射體。

2. 黑體發射的輻射量有多少？

黑體表面發射的能量隨波長變化。當黑體溫度升高時，在較短波長處發射的能量增多。大約在600°C以上，表面會在可見光波段（0.38-0.76 µm）內發射足夠的能量，使其表面呈現紅色。普朗克于1900年從量子原子理論中推導出了能量發射與波長之間的關系。黑體表面的單色[輻射功率]（Eb,l）在溫度T（開爾文溫度）下的表達式為：

黑體的[光譜輻射]在圖1中對于兩種溫度進行了繪制。對于溫度在500°C到1500°C之間的物體，超過98%的輻射能量落在工業上有用的近紅外波段（0.76-25 µm）內。與峰值輻射通量對應的波長與溫度T（開爾文溫度）成反比，且由維恩位移定律給出：

3. 斯特凡-玻爾茲曼方程

將普朗克方程在所有波長范圍內進行積分，得到了著名的斯特凡-玻爾茲曼方程，用于描述黑體表面[總輻射]交換的能量：

4. 一個例子 

爐壁的外表面溫度為120°C。假設其近似為黑體，計算其熱損失速率。首先要注意將溫度轉換為開爾文溫度（T(K) = T(°C) + 273.0）。

使用斯特凡-玻爾茲曼方程計算輻射功率：

Eb = 5.6687×10-8 x (120+273)4 = 1352W/m2

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