Advertenties
33
Theorie van de thermografie
van het totaal is, wat ongeveer de hoeveelheid straling van de zon binnen het zichtbare
lichtspectrum vertegenwoordigt.
Figuur 33.7 Josef Stefan (1835–1893) en Ludwig Boltzmann (1844–1906)
Als we de energie die wordt uitgestraald door een menselijk lichaam berekenen met de
wet van Stefan-Boltzmann, bij een temperatuur van 300 K en een extern oppervlaktege-
bied van ongeveer 2 m
2
, krijgen we 1 kW. Dit energieverlies is niet vol te houden zonder
de compenserende absorptie van straling van omringende oppervlakten, bij kamertem-
peraturen die niet te zeer afwijken van de temperatuur van het lichaam, of natuurlijk, de
toevoeging van kleren.
33.3.4 Zenders die geen blackbody zijn
Tot dusver zijn alleen blackbody-radiatoren en blackbody-straling besproken. Echte ob-
jecten voldoen echter vrijwel nooit aan deze wetten over een groot golflengtegebied hoe-
wel zij het gedrag van een blackbody in bepaalde spectrale intervallen kunnen
benaderen. Bijvoorbeeld een bepaald type witte verf kan volkomen wit lijken in het zicht-
bare lichtspectrum, maar wordt duidelijk grijs op ongeveer 2 μm en is voorbij de 3 μm bij-
na zwart.
Er zijn drie mogelijke processen die voorkomen dat een echt object optreedt als een
blackbody: een fractie van de invallende straling α kan worden geabsorbeerd, een fractie
ρ kan worden gereflecteerd en een fractie τ kan worden doorgelaten. Aangezien al deze
factoren min of meer afhankelijk zijn van de golflengte, wordt het subscript λ gebruikt om
de spectrale afhankelijkheid van hun definities te suggereren. Dus:
• De spectrale absorptie α
beerd door een object ten opzichte van de energie die erop valt.
• De spectrale reflectiecoëfficiënt ρ
gereflecteerd door een object ten opzichte van de energie die erop valt.
• De spectrale transmissie τ
den door een object ten opzichte van de energie die erop valt.
De som van deze drie factoren moet altijd één zijn bij elke golflengte, dus we hebben de
relatie:
Voor ondoorzichtige materialen geldt dat τ
vereenvoudigd:
Een andere factor, emissiegraad genoemd, is nodig om de fractie ε te beschrijven van
de radiantemittantie van een zwartlichaam dat wordt gemaakt door een object bij een
specifieke temperatuur. Zo hebben we de definitie:
De spectrale emissiegraad ε
object ten opzichte van die van een blackbody bij dezelfde temperatuur en golflengte.
Mathematisch uitgedrukt kan dit als volgt worden geschreven als de verhouding van de
speciale emittantie van het object ten opzichte van die van een blackbody:
#T559880; r. AI/34207/35407; nl-NL
= de verhouding van de spectrale radiantenergie geabsor-
λ
= de verhouding van de spectrale radiantenergie
λ
= de verhouding van de spectrale radiantenergie verzon-
λ
= 0 en wordt de relatie als volgt
λ
= de verhouding van de spectrale radiantenergie van een
λ
294
Advertenties
