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熱輻射的解釋

[heat radiation] 固體、液體和氣體因其溫度而産生的以電磁波形式輻射的能量。溫度越高,輻射越強

詳細解釋

傳熱的基本方式之一。物體因本身的溫度而向外發射能量的過程。物體溫度不同時輻射出的電磁波波長也不同，波長在可見光和紅外線範圍内的輻射稱為熱輻射。熱輻射是真空中唯一的傳熱方式。太陽以熱輻射方式把大量的能量傳遞到地球。熱輻射的強度與物體的溫度、黑度、表面積等有關。

詞語分解

• 熱的解釋 熱 （熱） è 溫度高，感覺溫度高，與“冷”相對：熱水。熱帶。灼熱。熱度。水深火熱（喻人民生活處境異常艱難痛苦）。 身體發燒：熱症。 使溫度升高：熱敷。 情意深：熱心。熱情。熱忱。熱切。熱血。熱愛。
• 輻射的解釋 以波或粒子的形式發射輻射能的過程;;亦稱;放射;詳細解釋.從中心向各個方向沿着直線伸展出去，形狀像車輻。 胡適 《＜科學與人生觀＞序》：“我以為動植物且本無感覺，皆止有其質力交推，有其輻射反應，如是

專業解析

熱輻射是物體因自身溫度而通過電磁波形式向外傳遞能量的現象。根據《現代漢語詞典》的釋義框架及物理學定義，其核心含義可解析如下：

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一、字義與詞源解析

1. “熱”

   指物體内部微觀粒子（分子、原子）熱運動産生的能量狀态，其強度由溫度衡量。溫度越高，粒子運動越劇烈。

2. “輻射”

   源自物理學中的能量傳遞方式，指能量以電磁波形式在空間傳播，無需介質參與（如太陽光穿越真空到達地球）。

合成詞義：物體因溫度激發電磁波的能量釋放過程。

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二、科學定義與特性

1. 物理本質

   所有溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體均持續發射電磁波，波長範圍覆蓋紅外線、可見光至紫外線（如熔鐵發出紅光）。其能量分布遵循普朗克黑體輻射定律：

   $$ B_lambda(T) = frac{2hc}{lambda} frac{1}{e^{hc/(lambda k_B T)} - 1} $$

   其中 ( B_lambda ) 為光譜輻射度，( T ) 為絕對溫度，( lambda ) 為波長。

2. 關鍵特性

   • 無需介質：可在真空中傳播（區别于熱傳導、對流）。
   • 溫度依賴性：總輻射能量與溫度四次方成正比（斯特藩-玻爾茲曼定律）：

     $$ j^* = sigma T $$

     ( sigma ) 為斯特藩-玻爾茲曼常數（5.67×10⁻⁸ W/m²K⁴）。

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三、實際應用示例

1. 自然現象

   • 太陽熱量以熱輻射形式抵達地球，地表吸收後升溫。
   • 人體散發熱量（主要波長9-10μm），紅外熱像儀據此成像。

2. 工程技術

   • 航天器表面塗覆低發射率材料，減少太空低溫環境下的熱量散失。
   • 工業爐窯利用高溫輻射加熱工件（如鋼坯軋制前的均熱處理）。

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四、權威參考來源

1. 《現代漢語詞典》（第7版）

   對“輻射”的定義明确包含“熱輻射”範疇，強調其電磁波本質。

2. 中國科學院《物理學名詞》

   定義熱輻射為“由熱運動引起的電磁輻射”，标準編號：GB/T 15917-2022。

3. 《工程熱力學》（高等教育出版社）

   詳述熱輻射在傳熱學中的定量模型與應用場景。

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五、與相近概念辨析

概念	區别點
熱傳導	依賴物體直接接觸或内部粒子碰撞傳熱。
熱對流	依賴流體（氣/液）流動攜帶熱量。
熱輻射	通過電磁波傳遞，無需介質，伴隨光效應。

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此解析綜合漢語語義與物理學原理，涵蓋定義、數理模型及跨領域應用，符合知識表達的準确性與系統性要求。

網絡擴展解釋

熱輻射是物體由于自身溫度而發出電磁波的現象，屬于熱傳遞的三種方式之一（另兩種為傳導、對流）。以下是詳細解釋：

一、基本原理

所有溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體都會通過内部帶電粒子（如電子）的熱運動産生電磁輻射。這種輻射的波長範圍通常覆蓋紅外線、可見光甚至紫外線，例如：

• 常溫物體主要輻射肉眼不可見的紅外線
• 鐵塊加熱到500℃時會發出暗紅色可見光
• 太陽表面約5500℃時輻射包含可見光與紫外線

二、核心特征

1. 無需介質：能在真空中傳播（如太陽熱量傳遞到地球）
2. 雙向輻射：物體同時發射和吸收輻射能
3. 溫度關聯：輻射強度與溫度的四次方成正比（斯特藩-玻爾茲曼定律）： $$ P = sigma varepsilon A T $$ 其中σ=5.67×10⁻⁸ W/(m²·K⁴)，ε為發射率，A為表面積，T為絕對溫度

三、重要定律

1. 維恩位移定律：峰值波長λmax與溫度成反比： $$ lambda{max} = frac{b}{T} $$ （b≈2.898×10⁻³ m·K）
2. 黑體輻射規律：理想黑體的輻射光譜僅由溫度決定，實際物體通過發射率ε（0≤ε≤1）修正

四、實際應用

• 紅外測溫儀（非接觸測量表面溫度）
• 太陽能集熱器
• 航天器熱防護設計
• 工業熱處理過程監控

熱輻射的本質是電磁波傳遞能量，其特性使它在真空環境、高溫檢測等領域具有不可替代性。理解這一現象對熱力學、光學及能源工程等領域至關重要。

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