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2、是由大量的分子、原子或离子等基本粒子所组成，这些基本粒子都处于一定的能级状态之中，但处于不同能级各状态的概率是不相同的。对于处于平衡的气体中的原子、分子、布朗粒子，以及液体、固体中的很多粒子，当粒子之间的相互作用很小而可以忽略时，玻尔兹曼提出了一种普遍的能级分布规律，当物质的温度为时，粒子处于为 1, 2这两种任意状态下的粒子数密度为 (2)； 其中 n1 和 n2 分别表示粒子能量为 1 的某一状态与粒子能量为 2 的另一状态上的粒子数密度，为玻尔兹曼常数，为物质的温度爱因斯坦(3-5)考虑了没有相互作用的原子组成的处于热力学平衡状态的体系，这些原子具有分立的、按由小到大的顺序排列的能量 0
3、，1，2。 。 。 ，当原子由一个能级状态跃迁到另一个能级状态时，就伴随着发射或吸收光子，并存在自发辐射跃迁、感生辐射跃迁和受激吸收跃迁这三种跃迁机制由于原子之间没有相互作用力，利用玻尔兹曼分布律可得平衡辐射场的单色辐射强度：其中，h 为普朗克常数，h=6.625 61034J.s;v 为辐射频率；Cv 为光在介质中的传播速度此式即为普朗克辐射公式，此时的单色辐射强度vmn 为同温度下单色辐射强度的最大值，若将之沿全频区进行积分可以得到黑体辐射四次方定律但爱因斯坦辐射理论只针对无相互作用的原子体系而言的，即许多无相作用原子的集合物质在此状态下可以发射出同温度的最大辐射能流密度黑体是指能够吸收全
4、部投射辐射的物体，它是一个理想的辐射体传统黑体模型是一个由等温壁面所围成的圆柱形空腔，并在腔壁上开一个小孔若小孔相对整个空腔的尺寸足够小，外界辐射能投射进入小孔内，经过腔壁的多次反射而逐渐被墙壁所吸收，而从小孔射出辐射能的几率很小，因而相当于一个黑体，精确的绝对黑体模型的发射率可达 0.999 以上萨梅特所采用的理想黑体技术（blackbody model）和纳米科技的节能涂料就是一个接近的绝对黑体模型，发射率全球领先。传统的黑体模型在工程实际中并不能直接和方便地应用其实，从玻耳兹曼能量分布律及爱因斯坦辐射理论的导出过程得到启发，还可以提出如图所示微作用粒子黑体模型此模型的表面是一层厚度为 d
5、，微观上很松散、辐射波容易进入这层物质而不在其表面形成反射的物质，组成此层物质的微观粒子间基本上无相互作用力，在普通的物体表面涂上一层粒径极其微小的涂料就是这种模型的近似结构，一般来说，固体的穿透深度很小，其数量级为 m 应当指出；这里所说的微观松散的物质是特指在微观尺度上的松散，在宏观尺度上这些物质还可以是连续和致密的，如纳米粉体制成的涂层等让我们共同丰收 南 京 德 米 特 贸 易 有 限 公 司 Let us harvest together 地址：南京市鱼市街 57 号同仁电讯大楼 323 室 ADD:Room 323 Tongren Telecom Building,No57 Yus
6、hi Street, Nanjing 电话：025-66069127 传真： 025-85762468 TEL:086-025-66069127 FAX:086-025-85762468电子邮箱： E-mail: 公司网址：http:/ Web: http:/从爱因斯坦辐射理论可以看出，若不考虑原子间的作用力，而且发生辐射跃迁的原子数目足够多，任何物体的辐射规律都满足黑体辐射规律，更进一步说，若粒子（分子、原子及离子）间无相互作用力，由足够多的这种粒子所组成的宏观物体即为黑体，在图所示黑体模型中，由于上面那层微观松散物质的粒子之间基本上无相互作用力，粒子之间的间距较大，从外界投射的辐射能能够全
7、部进入这层物质中，无论是在物质表面还是在物质内部基本上无反射现象发生，辐射能在传播的过程中逐渐地被物质所吸收，因而此模型的发射率与吸收率都接近于，可以认为是黑体模型实际上任何物质中的基本粒子之间都是有相互作用的，因而并不存在绝对的黑体，如果能够减小粒子之间的相互作用，则可以有效地提高物体的发射率与吸收率，使之逐步接近黑体粒子间作用力在很大程度上取决于粒子之间的间距，间距越大，粒子间的作用力就越小，所以增加粒子之间的间距是减小粒子间作用力最简单也最可行的一种方法而将物质超细化成单个的基本粒子（极限状态） ，此时粒子间的作用力为零，那么由它组成的物体即为黑体。 综上所述，超细化可以有效地提高物体的
8、发射率与吸收率，因此超细化是进一步提高辐射涂料的发射率与吸收率最有效的途径之一，而萨梅特卓越的纳米技术实现了节能涂料的粒子在1.5Nm 左右，接近粒子的极限细化状态，最大程度地提高了节能涂料的发射率与吸收率，提高了能量利用率，实现了良好的节能效果。2） 影响物体发射率的因素从物体的表面辐射特性进行电磁理论分析，一般介质相对理想电介质的相应偏振的定向单色反射率为6.7 ：和 分别为平行偏振的定向单色反射率和垂直偏振的定向单色反射率， 为入射角，让我们共同丰收 南 京 德 米 特 贸 易 有 限 公 司 Let us harvest together 地址：南京市鱼市街 57 号同仁电讯大楼 32
9、3 室 ADD:Room 323 Tongren Telecom Building,No57 Yushi Street, Nanjing 电话：025-66069127 传真： 025-85762468 TEL:086-025-66069127 FAX:086-025-85762468电子邮箱： E-mail: 公司网址：http:/ Web: http:/n 为介质的单色折射系数，k 为介质的单色吸收指数，c0 为真空中的光速， 为介质的介电常数， 为介质的磁导率， 为介质的电导率，=2v 为电磁波的角频由上面的分析可以看出，影响物体发射率的主要因素有物体折射系数与吸收指数，这两个光学常数与
10、物体的电磁特性有关。根据上述数学模型由式(3),(4),(7)和(8)可以计算出物体的半球单色发射率由于式(3) 和(4) 比较复杂，不能利用式 (8)直接求出物体的半球的单色发射率，需要对其进行数值计算，图与图是数值计算后得出的物体单色折射系数与单色吸收指数对其半球单色发射率的影响从图中可以看出，当物体的折射系数一定时，随着单色吸收指数的增加，物体的半球发射率不断地减小，即减小单色吸收指数可以增加物体的单色发射率。另外，当物体的吸收指数较小时，一般物体的单色发射率都比较大，而且单色发射率随折射系数的减小而增加；然而当物体的吸收指数较大时，物体的单色发射率则比较小，但提高折射系数可以增加单色发
11、射率图 3 的计算结果表明：物体的单色折射系数对单色发射率的影响则比较复杂，在不同的单色折射系数下，物体的单色发射率存在一个极大值；在极大值左侧，单色发射率随着折射系数的增大而增大；而在极大值右侧，单色发射率随着折射系数的增大而减小从图可以看出随着吸收指数的不断减小，物体的半球单色发射率的极大值向单色折射系数小的方向移动，而当吸收指数为时，半球单色发射率的极大值为,此时的折射系数也为,另外在图中当物体的折射系数很大时，单色发射率基本上不随吸收指数的变化而变化，与吸收指数无关总之，要提高物体的发射率，就必须尽量减小物体的单色吸收指数，若物体的单色吸收指数较小，降低折射系数有利于提高单色发射率；反
12、之，提高折射系数有利于增大物体的单色发射率当物体的单色吸收指数和单色折射系数分别为和,物体的发射率能够达到最大值,即为黑体实际物体的单色吸收指数与折射系数都不可能达到这两个值，所以一般的物体都具有一定的反射能力，其反射率与吸收率都小于.物体的吸收指数 k 与其辐射波的穿透深度 d有关，两者的关系为：其中， 为真空中光的波长所以提高辐射波的穿透深度可以降低物体的吸收指数，从而提高物体的发射率，辐射波的穿透与物质的种类与微观上的致密程度有关不同的物质具有不相同的穿透深度另外，微观上致密的物质其穿透深度很小，微观上松散的物质具有较大的穿透深度而物体的致密程度又与其颗粒的大小有关，颗粒直径越小，物体的
13、比表面积越大，物体机构就越松散，当物体的颗粒直径小到一定的程度，例如成为纳米材料时，即使是导电的让我们共同丰收 南 京 德 米 特 贸 易 有 限 公 司 Let us harvest together 地址：南京市鱼市街 57 号同仁电讯大楼 323 室 ADD:Room 323 Tongren Telecom Building,No57 Yushi Street, Nanjing 电话：025-66069127 传真： 025-85762468 TEL:086-025-66069127 FAX:086-025-85762468电子邮箱： E-mail: 公司网址：http:/ Web: h
14、ttp:/金属也成为不良导体,其电导率趋于。根据式(6)和(9)计算可得其吸收指数 k0，穿透深度d,从而物体的发射率会有很大幅度提高，若此时物体的折射系数 n=1 即可达到黑体。从式(9)可以看出，物体的穿透深度与辐射波的波长相当，而绝对黑体的穿透深度 d，这就要求黑体的宏观尺寸趋于无穷大，所以绝对黑体是不存在的，实际上物体在折射系数 n=的情况下，只要吸收指数 k0.001,这时物体的发射率 0.9995，已经很接近黑体，而此时辐射波的穿透深度还是很小的，对于波长范围为 0.7620m 的热幅射而言，其辐射波的穿透深度分别为 60.5m 和 1591.5m另外，结构松散的物质也可以降低物质的折射系数，能够进一步达到提高发射率的效果所以将物质超细化、纳米化，使其具有微观的松散结构，无论从微观上还是从宏观上都可以说明它能够有效地提高物体的发射率，从而达到节能降耗的
