题目
黑体的辐射能按空间方向是怎样分布定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的。
黑体的辐射能按空间方向是怎样分布定向辐射强度与空间方向无关是否意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的
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题目解答
答案
答:黑体辐射能按空间方向分布服从兰贝特定律。定向辐射强度与空间方向无关并不意味着黑体辐射能在半球空间各方向上是均匀分布的,因为辐射强度是指单位可见面积的辐射能,在不同方向,可见面积是不同的,即定向辐射力是不同的。
解析
本题考查黑体辐射能按空间方向的分布规律以及定向辐射强度与辐射能分布的关系。解题思路如下:
- 明确黑体辐射能按空间方向的分布规律:
- 黑体辐射能按空间方向分布遵循兰贝特定律。兰贝特定律表明,黑体在半球空间各个方向上的定向辐射强度是相同的,即定向辐射强度 $I_{\lambda}$ 与方向无关,可表示为 $I_{\lambda}=I_{\lambda0}$($I_{\lambda0}$ 为常数)。
- 分析定向辐射强度与辐射能分布的关系:
- 辐射强度 $I$ 的定义是单位可见面积的辐射能。对于不同的方向,物体的可见面积是不同的。
- 定向辐射力 $E_{\lambda,\theta}$ 与定向辐射强度 $I_{\lambda}$ 的关系为 $E_{\lambda,\theta}=I_{\lambda}\cos\theta$,其中 $\theta$ 是辐射方向与表面法线的夹角。
- 当定向辐射强度 $I_{\lambda}$ 与空间方向无关时,由于 $\cos\theta$ 随方向 $\theta$ 的变化而变化,所以定向辐射力 $E_{\lambda,\theta}$ 会随方向而改变。这就意味着黑体的辐射能在半球空间各方向上不是均匀分布的。