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红外线的最初发展
2011-04-28 15:11:44
 

最初的发展

热像领域最著名的发现可以总结为3条定律基尔霍夫辐射定律,斯蒂芬-玻尔兹曼定律和普朗克辐射定律。这些发展使得现今对电磁辐射的理解实现了突破并成为了热像的理论基础。

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 基尔霍夫辐射定律  (Kirchhoff’s radiation law )

1859年,两位德国科学家,罗伯特·本生(化学家)和古斯塔夫·基尔霍夫(物理学家)以赫歇尔发现的光谱学为基础,创立了光谱化学分析法,各种元素燃烧后,会发出波长一定的一些明线光谱,由此可以极灵敏地判断这种元素的存在。

实验的结果被总结成著名的基尔霍夫辐射定律:一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大。1860年,基尔霍夫铸造出了“黑体”,黑体是指能够全部吸收入射的任何辐射能量的理想物体。

 罗伯特·本生(1811-1899)

 斯塔夫·基尔霍夫(1824-1887)

 “赫兹振荡器” 和斯蒂芬-玻尔兹曼定律(“Hertz oscilliator” & Stefan-Boltzmann-law)

1865年,詹姆士·C·麦克斯韦(英国物理学家),他由于提出电磁理论而闻名于世 。这个理论在1884年由德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹证实了电磁波的存在。

 奥地利物理学家斯蒂芬·斯特藩和路德维希·玻耳兹曼分别于1879年和1884年分别提出各自观点,斯特藩通过对实验数据的归纳总结,玻尔兹曼则从热力学理论出发,最后二者得到相同的结论,其成了热力学著名的斯蒂芬-玻尔兹曼定律。

定律提出,一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的各种波长电磁波的总能量与黑体本身的热力学温度T的四次方成正比。

 詹姆斯·麦克斯韦(1831-1879)

 海因里希·鲁道夫·赫兹(1857-1899)

 斯蒂芬·斯特藩(1835-1893)

 路德维希·玻耳兹曼(1844-1906)

 马克思·普朗克(Max Planck)

德国物理学家普朗克继基尔霍夫之后长期从事热力学的研究工作,并于1900年提出了量子论,这是现代物理学上的一场革命性突破。普朗克辐射定律提出了黑体所发射的电磁能量的强度取决于温度,并描述了波长和频率的相互关系。目前普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数,而普朗克定律也是红外热像仪发展的物理基础。

 马克思·普朗克(1858-1947)

 

 

 

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