Welche Rolle spielt der schwarze Körper bei Infrarotthermometern?
(1) Ein Gegenstand, der äußere Strahlung beliebiger Wellenlänge unter allen Bedingungen vollständig absorbiert, ohne dass es zu einer Reflexion kommt.
(2) Objekte mit einem Absorptionsgrad von 1.
(3) Ein Objekt, das die gesamte einfallende Strahlung jeder Wellenlänge bei jeder Temperatur absorbiert. Jedes Objekt hat die Fähigkeit, kontinuierlich elektromagnetische Wellen auszustrahlen, zu absorbieren und zu emittieren. Die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen sind in jedem Band unterschiedlich, das heißt, sie haben eine bestimmte spektrale Verteilung. Diese spektrale Verteilung hängt mit den Eigenschaften des Objekts selbst und seiner Temperatur zusammen und wird daher als Wärmestrahlung bezeichnet. Um die Gesetze der Wärmestrahlung zu untersuchen, die nicht von den spezifischen physikalischen Eigenschaften der Materie abhängen, haben Physiker ein ideales Objekt – einen schwarzen Körper – als Standardobjekt für die Wärmestrahlungsforschung definiert. Der sogenannte schwarze Körper bedeutet, dass alle einfallenden elektromagnetischen Wellen absorbiert werden und weder reflektiert noch übertragen werden (natürlich strahlt ein schwarzer Körper immer noch nach außen).
Kirchhoffs Strahlungsgesetz (Kirchhoff), das Verhältnis der von einem Objekt im thermischen Gleichgewicht abgestrahlten Energie zu seiner Absorptionsrate, hat nichts mit den physikalischen Eigenschaften des Objekts selbst zu tun, sondern hängt nur mit der Wellenlänge und der Temperatur zusammen. Gemäß Kirchhoffs Strahlungsgesetz muss ein schwarzer Körper bei einer bestimmten Temperatur das Objekt mit der größten Strahlungsfähigkeit sein und kann als perfekter Strahler bezeichnet werden. Die von verschiedenen Substanzen in der Infrarot-Wärmebildgebung abgestrahlten elektromagnetischen Wellen kreuzen sich nie. Dieser schwarze Körper ist nur ein Referenzobjekt, das einem Nullpunkt entspricht. Aber solch einen idealen schwarzen Körper gibt es in der realen Welt nicht. Was also wird verwendet, um diesen Unterschied zu beschreiben? Für jede Wellenlänge wird der Emissionsgrad innerhalb eines kleinen Wellenlängenintervalls der Wellenlänge definiert. Die Strahlungsenergie des realen Objekts ist dieselbe wie die eines schwarzen Körpers bei derselben Temperatur. Verhältnis der Strahlungsenergie. Offensichtlich ist der Emissionsgrad eine positive Zahl zwischen 0 und 1. Im Allgemeinen hängt der Emissionsgrad von den Materialeigenschaften, Umgebungsfaktoren und Beobachtungsbedingungen ab. Ist die Emissivität unabhängig von der Wellenlänge, spricht man von einem grauen Körper, andernfalls von einem selektiven Strahler.
Da Infrarot-Wärmebildkameras bei längerem Gebrauch durch äußere Einflüsse beeinträchtigt werden, was zu Fehlern führt, müssen sie mit einem schwarzen Körper kalibriert werden.
