什么是兰贝特定律

　　四次方定律所确定的辐射能力是单位表面向半球空间辐射的总能量。但有多少能量可以落到另一个表面上去，就要考察一下辐射按空间方向分布的规律。如图3-14所示，微元面dA，向微元面积dA2辐射的能量等于沿dA，法线方向所发射的能量dQ}乘以dA:所对应的立体角dco，再乘以dA:方向与法线方向夹角沪的余弦，即式(3-35)称为兰贝特定律。又称余弦定律。它表明黑体单位面积发出的辐射能落到空间不同方向单位立体角中的能量，正比于该方向与法线间夹角的余弦。所谓立体角的定义是符合兰贝特定律的物体，经过推演可以得到法线方向辐射能力为总辐射能力(即半球辐射能力的令，即应当指出，兰贝特定律只是对于黑体和灰体是****的，实际表面只是近似地服从该定律，其黑度随辐射方向而变。对于非导电材料，该定律在Sp=00^-600范围内才是**的，当角度9p>600以后，就有偏差。对于磨光的金属表面，只是在(p<45-时，才遵守兰贝特定律。

　　克希荷夫定律

　　 这一定律确定了物体黑度与吸收率之间的关系，它可以从两表面间辐射换热的关系导出。设有两个互相平行相距很近的平面(图33-15)，每一个平面所射出的辐射能全部可以落到另一平面上。表面1是绝对黑体，表面2是灰体。两个表面的温度、辐射能力和吸收率分别为兀、民、人(二1)，和T，E，A。表面I辐射的能量坑，落在表面2上被吸收A民，其余(1-A)瓜反射回去，被表面1吸收;表面2辐射的能量E，落在表面1上被全部吸收。表面2热量的收支差额为式(3-38)说明了任何物体的辐射能力和吸收率的比值，恒等于同温度下黑体的辐射能力。与物体表面性质无关。仅是温度的函数，这就是克希荷夫定律。因为表面2是一个任意表面，所以得出这样的结论:任何物体的黑度等于它对黑体辐射的吸收率。也就是说。物体的辐射能力愈大，它的吸收率就愈大，反之亦然。

　　 应当指出，克希荷夫定律是在两表面处于热平衡并且投入辐射来自黑体时导出的。所以确切地说只有在热平衡(T=To)条件下，定律才是**的。但是灰体的单色吸收率与波长无关，不论投人辐射的情况如何。灰体的吸收率只取决于自身的情况而与外界情况无关;其次，四次方定律对灰体也是适用的，黑度只与本身情况有关，且不随温度和波长而变，也不涉及外界条件。因此，不论投人辐射是否来自黑体。也不论是否处于热平衡状态，灰体的黑度与吸收率数值上都是相等的。至于实际物体情况更为复杂。例如实际物体的吸收率要根据投射与吸收物体两者的性质和温度来确定。这是很困难的。但一般情况下，我们都把制作深井炉工程材料在热辐射范围内近似地看作灰体，克希荷夫定律也能近似地适用。