黑体与黑体辐射

图1 宇宙微波背景辐射（最自然界中完美的黑体）

图2 黑体辐射强度与发射辐射波长的关系

黑体辐射是理想黑体在热平衡状态下发出的辐射，它的强度和分布特征只依赖于温度决定，而不是由物体的形状或成分决定。

对于人的视觉而言，黑体在700K以下的温度看起来是黑色的，这是因为在这个温度下，黑体辐射的能量非常微弱，且其辐射波长位于可见光范围之外。当黑体的温度超过700K时，它将不再显得黑色，而会开始呈现红色。随着温度的进一步升高，黑体会逐渐变为橙色、黄色，甚至最终变为白色。这是因为黑体辐射的光谱随着温度升高而发生变化，具体表现为辐射的波长变短，频率变高，即在光谱的蓝色区域逐渐显著。

图3 黑体辐射强度与发射辐射波长的关系

总的来说，黑体辐射遵循普朗克定律，其颜色变化轨迹被称为普朗克轨迹（或黑体轨迹）。黑体辐射反映了黑体的热辐射特性，较高温度的黑体更倾向于辐射出蓝色区域的光谱，而较低温度的黑体则主要辐射红色区域的光谱。

恒星或行星通常被建模为黑体，而从这些物体发射的电磁辐射则被建模为黑体辐射。我们常看到的天体科普文章中恒星等级划分，使用摩根-肯纳分类法（MK）的系统，以字母O、B、A、F、G、K、和M，从最热的（O型）依序排列到最冷的（M型）。

图4 恒星等级及温度对应图

图5 通过观察颜色区分猎户座的红星 Betelgeuse，蓝星 Rigel

恒星温度达到3500K及以上时，通过观察物体的辐射特征就能对物体的表面温度进行初步的判断。但在日常观察中，大多数情况下观测目标的温度不够高，无法发出可见光波长的辐射。在低温下，人眼无法感知红外波段的辐射。因此，红外热像仪利用辐射温度感知的原理，通过探测红外辐射来判断物体表面的温度。红外热像仪通过红外探测器结合光学系统，将红外辐射的空间分布映射到探测器上，并将其转化为电压信号，进而形成辐射分布的图像。通过对标准辐射源的标定，建立温度与电压之间的关系，从而实现对物体表面温度的测量。

黑体作为标准辐射源，通过控制黑体光源的温度来模拟物体的辐射特征进行研究，对红外测温仪、热像仪和其他各类红外探测器响应进行标定校准。其本身的性能决定了红外成像系统的量化程度，高性能的黑体可以决定红外成像系统的应用广度和深度，可以标定高灵敏度的红外成像系统，进而大大提高系统的探测性能。

我司根据市场的需求，结合多年的行业经验，推出黑体辐射源产品，该系列产品具有输出稳定、高发射率、温度控制精确、抗电磁干扰能力强、易于集成于其他测试系统等诸多优点，可用于高温系统、热成像系统、热流量测量系统、光谱分析系统中对温标刻度的调整和校准、红外目标模拟系统等诸多场景。根据应用场景的需求不同选择不同系列的黑体，作为该应用场景的最佳黑体辐射源解决方案。

产品特点

●工作温度范围：-70℃~250℃（可定制）

●有效辐射面：50x50mm~400x400mm（可定制）

●温度分辨率：0.01℃

●温度稳定性：±0.03℃/30min

●温度均匀性：±0.5℃

●有效发射率：平面0.96/齿面0.99

产品特点

●工作温度范围：室温+5℃~600℃

●有效辐射面：50x50mm~1100x1100mm

●温度分辨率：≤0.1℃

●温度稳定性：≤±0.3℃/30min

●温度均匀性：＜±0.5℃

●有效发射率：平面0.96±0.2，齿面0.99±0.5

产品特点

●工作温度范围：-70℃~1000℃

●有效辐射面：Ф20~Ф200mm

●温度分辨率：0.1℃

●温度稳定性：±0.3℃/30min

●有效发射率：0.99

产品特点

●工作温度范围：-100~177℃

●有效辐射面：Φ100~Φ350mm 或方形 100mmx100mm~300mmx300mm

●温度分辨率：0.001℃

●温度稳定性：±0.003℃/30min

●有效发射率：0.96~0.985

●温度均匀性：±0.3℃