Любой объект с температурой выше абсолютного нуля (-273,15 °C) излучает инфракрасную энергию (тепло) в зависимости от его температуры. Инфракрасная энергия, излучаемая объектом, называется его тепловым распределением.
Как правило, чем горячее объект, тем больше излучения он излучает. Тепловизор — это, по сути, тепловой датчик, который обнаруживает и фиксирует крошечные перепады температур. Он собирает инфракрасное излучение от объектов и создает пиксели на основе информации о разнице температур для составления изображения. Поскольку объекты редко имеют точно такую же температуру, как и окружающие объекты, тепловизионные камеры могут обнаруживать их различия и формировать резкие контрасты на тепловых изображениях, что является основным принципом инфракрасного тепловидения.
Любой объект обладает способностью непрерывно излучать, поглощать и отражать электромагнитные волны. Излучаемые электромагнитные волны в каждом диапазоне различны, то есть имеют определенное спектральное распределение. Это спектральное распределение связано с характеристиками самого объекта и его температуры, поэтому его называют тепловым излучением.
Объекты в реальной жизни проявляют разные свойства излучения. Таким образом, получается, что сначала рассматривается модельный объем с идеальными свойствами излучения, а затем применяется к реально существующим объектам в качестве эталона, этот модельный объем называется в радиационной физике «черным телом». Он уникален тем, что из всех объектов с одинаковой температурой обладает максимально возможным излучением.
Для изучения закона теплового излучения, не зависящего от конкретных физических свойств, физики определили это черное тело в качестве стандартного объекта для исследования теплового излучения.
Так называемое черное тело означает, что все падающие электромагнитные волны поглощаются, не отражаются и не передаются (конечно, черное тело все равно излучает наружу).
При любых условиях объект, полностью поглощающий внешнее излучение любой длины волны без всякого отражения, то есть объект с коэффициентом поглощения, равным 1.
В излучении черного тела цвет света меняется в зависимости от температуры, и черное тело представляет собой процесс постепенного изменения красного, оранжево-красного, желтого, желто-белого, белого, сине-белого. Когда цвет света, излучаемого источником света, выглядит так же, как цвет, излучаемый черным телом при определенной температуре, температура черного тела называется цветовой температурой источника света. Чем выше температура «черного тела», тем больше синего и меньше красного цвета в спектре.
Согласно закону излучения Кирхгофа, отношение энергии, излучаемой объектом, находящимся в тепловом равновесии, к скорости поглощения не имеет ничего общего с физическими свойствами самого объекта, а только с длиной волны и температурой. Согласно закону излучения Кирхгофа, при определенной температуре абсолютно черным телом должен быть объект с наибольшей излучательной способностью, который можно назвать полным излучателем.
Излучение черного тела относится к излучению, испускаемому идеальным излучателем, который излучает наибольшее количество излучения при определенной температуре и длине волны. В то же время черное тело — это объект, который может поглощать все падающее излучение и не будет отражать никакое излучение, но черное тело не обязательно черное. Например, Солнце — газовая планета. Можно считать, что электромагнитное излучение, направленное на Солнце, трудно отразить обратно, поэтому Солнце считается черным телом (абсолютно черного тела не существует). Теоретически черное тело излучает электромагнитные волны всех длин волн в спектре.
идти наверх
Неохлаждаемые инфракрасные детекторы
Неохлаждаемые тепловизионные модули
Охлаждаемые инфракрасные детекторы
Охлаждаемые тепловые модули