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Video课程教案、知识点、字幕

这是黑体辐射的一些耳熟能详的基本定律

包括Stefan-Boltzman定律

这里黑体辐射常数

即玻尔兹曼常数σ乘以绝对温度的四次方

得到的Eb

在物理学的词典里面翻译成发射本领

有时也叫发射力或者发射能量

这就是四次方定律

接着是 Planck定律和Wien定律

Planck定律反映的是辐射强度

随温度和波长的变化规律

这里有波长的影响

Planck定律给出了光谱发射本领

即某个表面在单位时间、单位面积、

向其上半球空间所有方向

发射出去的包含特定波长

在内的单位波长内的能量

我这里要强调一旦涉及到热辐射

波长一定是其中最主要的控制变量

Wien定律看起来非常简单

不同的温度下面具有最大辐射强度的波长

与绝对温度的乘积等于一个常数

Wien定律是可以用来测温度的

如果我们能够测量对象发出的

随波长变化的光谱强度

找到那个最大的辐射强度对应的波长

带入Wien定律的公式里面

就可以算出温度是多少

对于固体的连续辐射

如果能够测得整个波长范围的光谱分布

那么就能够估计它的温度水平

斯特藩-玻尔兹曼定律

与普朗克定律之间的关系

就是一个积分的关系

历史上是先有斯特藩-玻尔兹曼的四次方定律

再有普朗克光谱分布定律的

100多年前的实验物理学家

通过加热一个封闭腔体

就是黑体

把它加热到很高的温度

测量黑体小孔发出的总辐射能量

根据其随温度变化的趋势

想到用温度的四次方函数来拟合

想想还是容易的

Wien定律也早于发现Planck定律的发现

因为画出不同温度下

黑体的光谱辐射强度的变化曲线

光谱曲线的峰值总是最引人瞩目的

随着温度的升高

光谱峰值向波长减小的方向移动的趋势

也很明显

算算他们之间的乘积看看

结果发现是一个常数

看起来也不难

但是Planck定律发现却是值得大书特书

因为我对热辐射的兴趣

这本《普朗克之魂》我看了很多遍

这本书的封底说

普朗克一生精神探索之旅

是整个人类文明之旅的一个组成部分

它是一部惊心动魄的《田园交响曲》

这本书主要探讨了

普朗克提出能量量子化的概念的

科学意义和哲学意义

给人以很多认识论上的启示

大家有兴趣的话 可以抽空阅读

介质辐射传热课程列表:

第一章 辐射传热基本概念回顾

-第1节 热辐射的重要性

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-第2节 热辐射基本概念

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-第3节 表面对辐射的作用

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-第4节 表面双向反射分布函数及偏离镜向反射峰值现象

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-第5节 黑体

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-第6节 几个重要的基础辐射定律

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-第7节 辐射强度概念及兰贝特定律

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-第8节 发射率(黑度)及其检测举例

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-第9节 吸收率及灰体概念

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-第10节 温室效应及大气辐射

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-第11节 气体辐射换热基本概念及挑战

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-第12节 本课程教学思路及教材

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第二章 辐射传递方程的建立和推导

-第1节 辐射传递系统、辐射介质及辐射强度

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-第2节 辐射吸收和散射方程

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-第3节 辐射发射和散射的增强作用方程

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-第4节 一般辐射传递方程

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-第5节 几种简化条件下的辐射传递方程

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-第6节 辐射传递方程的边界条件及RTE小结

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-第7节 入射辐射、辐射热通量及辐射热源

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-第8节 热流体能量守恒方程及本章小结

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-第二章 辐射传递方程的建立和推导--第二章习题

第三章 一维系统辐射传递理论解

-第1节 一维系统辐射传递分析的意义及一维平行平板介质

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-第2节 一维辐射传递方程一般形式

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-第3节 一维辐射传递方程简化形式

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-第4节 边界为黑体表面的非散射平板介质精确解

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-第5节 辐射平衡灰性非散射平板介质精确解

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-第6节 平板间介质辐射热通量及其散度计算一例

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-第7节 灰性漫射边界非散射平板介质精确解

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-第8节 几种散射平板介质精确解

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-第三章习题--作业

第四章 光学薄、光学厚概念及其近似解

-第1节 光学薄近似概念

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-第2节 几种特殊的光学薄近似

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-第3节 光学薄介质辐射传递分析一例

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-第4节 光学薄近似解

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-第5节 光学厚近似的定义

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-第6节 光学厚近似的分析

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-第7节 光学厚近似解

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-第8节 本章小结

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-第四章 光学薄、光学厚概念及其近似解--第四章习题

第五章 一维系统辐射传递一般近似解

-第1节 一般近似解的意义

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-第2节 舒斯特-史瓦西近似解

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-第3节 米尔恩-爱丁顿近似解

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-第4节 指数核近似解

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-第5节 本章小结

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-第五章 一维系统辐射传递一般近似解--第五章习题

第六章 辐射传递分析的离散坐标法(DOM)

-第一节 DOM法的概念和发展

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-第二节 DOM的基本原理

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-第三节 离散方向的选择

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-第四节 一维系统DOM求解

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-第五节 多维系统DOM法求解

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-第六节 FVM对DOM法的发展

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-第六章 辐射传递分析的离散坐标法(DOM)--第六章习题

第七章 辐射传递分析的蒙特卡罗法(MCM)

-第一节 蒙特卡罗法的概念及其起源

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-第二节 浦丰(Buffon)问题

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-第三节 随机投点法与期望估计法

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-第四节 逆变换法:以介质吸收为例说明

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-第五节 辐射分析的蒙特卡罗法思路

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-第六节 辐射分析的蒙特卡罗法实施方法

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-第七节 蒙特卡罗法一例:READ法

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-第七章习题--作业

第八章 辐射传递分析的DRESOR法

-第一节 为什么要做高温燃烧热辐射检测?

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-第二节 高像素辐射成像分析面临的挑战

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-第三节 二维系统辐射成像计算

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-第四节 辐射成像的快速计算方法

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-第五节 辐射成像快速算法的验证

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-第六节 漫散射边界处理及DRESOR法提出

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-第七节 DRESOR法主要研究进展

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-第八节 习题--作业

第九章 气体辐射特性及其光谱模型

-第一节 气体辐射特性概述

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-第二节 气体辐射的物理机制

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-第三节 独立谱线的辐射计算

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-第四节 气体辐射特性数据库

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-第五节 气体辐射光谱模型概述

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-第六节 埃尔萨瑟窄带模型

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-第七节 统计窄谱带(SNB)模型

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-第八节 宽带模型

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-第九节 整体模型

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-第九章 气体辐射特性及其光谱模型--第九章习题

第十章 粒子及粒子云辐射特性

-第一节 粒子散射基本概念

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-第二节 粒子散射的定量描述

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-第三节 瑞利散射

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-第四节 球形粒子的米散射理论

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-第五节 大粒子辐射特性

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-第六节 粒子系辐射特性

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-第十章习题--作业

第十一章 表面辐射特性

-第一节 从路面蜃景谈起

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-第二节 粗糙面大角度反射实验观察

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-第三节 表面的发射和吸收特性的描述

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-第四节 表面的反射特性的描述

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-第五节 表面辐射特性的理论分析

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-第六节 金属和非金属表面的辐射特性

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-第十一章习题--作业

第十二章 梯度折射率介质和瞬态辐射问题

-第一节 从“海市蜃楼”上蜃景谈起

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-第二节 梯度折射率介质辐射传递基本原理

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-第三节 梯度折射率介质辐射传递分析方法

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-第四节 梯度折射率介质辐射传递的DRESOR法

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-第五节 激光干涉法梯度折射率检测

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-第六节 瞬态辐射传递的时间漂移叠加法

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-第七节 瞬态辐射传递的DRESOR法

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-第十二章习题--作业

第十三章 燃烧中的热辐射问题

-第一节 燃烧学基本科学问题

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-第二节 热辐射对燃烧温度分布的影响

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-第三节 介质非灰性辐射模型的影响

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-第四节 湍流-辐射耦合作用(TRI)

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-第五节 燃烧反应放热的辐射传输机制

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-第六节 辐射传热对煤粉射流着火稳燃的作用

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-第十三章习题--作业

第十四章 辐射反问题及三维温度场重建

-第一节 因果律及正问题

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-第二节 反问题及辐射反问题

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-第三节 基于线性规划的二维温度场重建

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-第四节 分布参数反演的Tikhonov正则化方法

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-第五节 基于正则化的三维温度场重建

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-第六节 提高重建能力的虚拟像素法

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-第七节 温度场和辐射参数同时重建

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-第十四章习题--作业

Video笔记与讨论

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