据
的客观基础。
黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的
反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然
界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择
合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射
的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射
定律。
由于黑体的光谱辐射功率PbλΤ与绝对温度Τ之间满足普朗克定理：
PbT
c15
expc2
T1
（1）
其中，PbλΤ黑体的辐射出射度；
λ波长；
T绝对温度；
c1、c2辐射常数。
式（1）说明在绝对温度Τ下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为PbλΤ。根据这个关
系可以得到下图1的关系曲线：
图1黑体辐射的光谱分析
从图1中可以看出：1随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。2随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动向左，并满足维恩位移定理Tλm28978μmK，峰值处的波长λm与绝对温度Τ成反比，虚线为λm处峰值连线。这个公式告诉我们
f为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。3辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高灵敏度高，抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。根据斯特藩玻耳兹曼定理黑体的辐出度PbΤ与温度Τ的四次方成正比，即：
PbTT4
2
式中，PbT温度为T时，单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能，称为总辐射度；
σ斯特藩玻耳兹曼常量；
T物体温度。
式（2）中黑体的热辐射定律正是红外测温技术的理论基础。如果在条件相同情况下，
物体在同一波长范围内辐射的功率总是小于黑体的功率，即物体的单色辐出度PbΤ小于黑
体的单色黑度ελ，即实际物体接近黑体的程度。
ελPTPbT
3
考虑到物体的单色黑度ελ是不随波长变化的常数，即ελε，称此物体为灰体。它是
随不同物质而值不同，即使是同一种物质因其结构不同值也不同，只有黑体ε1，而一般灰
体0ε1，由式2可得：
PTPbTPTT4
所测物体的温度为：
1
TPT4

4
式4正是物体的热辐射测温的数学描述。
12
红外测温仪特点
一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射r