Prawo promieniowania ciała czarnego w termometrze na podczerwień

Czarne ciało to wyidealizowany grzejnik. Pochłania wszystkie długości fal energii promienistej, bez odbicia lub przepuszczania energii, a jego powierzchnia ma emisyjność 1. Należy zwrócić uwagę, że w przyrodzie nie ma prawdziwego ciała czarnego, ale w celu wyjaśnienia i uzyskania rozkładu promieniowania podczerwonego w badaniach teoretycznych należy wybrać odpowiedni model. Jest to kwantowany model oscylatora promieniowania wnęki ciała zaproponowany przez Plancka, który wywodzi się z prawa Plancka promieniowania ciała doskonale czarnego, to znaczy widmowa luminancja ciała doskonale czarnego wyrażona w długości fali jest punktem wyjścia wszystkich teorii promieniowania podczerwonego, więc nazywa się prawem promieniowania ciała doskonale czarnego.

Wpływ emisyjności obiektu na pomiar temperatury promieniowania: Rzeczywiste obiekty, które istnieją w przyrodzie, prawie nie są ciałami czarnymi. Oprócz długości fali promieniowania i temperatury obiektu wielkość promieniowania wszystkich rzeczywistych obiektów jest również związana z takimi czynnikami, jak rodzaj materiału, z którego wykonany jest obiekt, metoda przygotowania, proces termiczny oraz stan powierzchni i warunki środowiskowe . Dlatego, aby prawo promieniowania ciała doskonale czarnego miało zastosowanie do wszystkich rzeczywistych obiektów, należy wprowadzić współczynnik proporcjonalności związany z właściwościami materiału i stanem powierzchni, czyli emisyjnością. Współczynnik ten wskazuje, jak blisko promieniowania cieplnego rzeczywistego obiektu znajduje się promieniowanie ciała doskonale czarnego, a jego wartość zawiera się w przedziale od zera do wartości mniejszej niż 1. Zgodnie z prawem promieniowania, o ile znana jest emisyjność materiału, można poznać charakterystykę promieniowania podczerwonego dowolnego obiektu.

Główne czynniki wpływające na emisyjność: rodzaj materiału, chropowatość powierzchni, struktura fizyczna i chemiczna oraz grubość materiału.

Podczas pomiaru temperatury celu za pomocą termometru na promieniowanie podczerwone należy najpierw zmierzyć promieniowanie podczerwone celu w jego paśmie, a następnie termometr oblicza temperaturę mierzonego celu. Termometr monochromatyczny jest proporcjonalny do promieniowania w paśmie; termometr dwukolorowy jest proporcjonalny do stosunku promieniowania w dwóch pasmach.