陈伟孟 苏明义

(1. 中国人民大学附属中学,北京 100080; 2. 海淀区教师进修学校,北京 100195)

1 红外测温理论依据

200多年前,物理学家赫胥尔首次发现了红外线,自此打开了人类利用红外线的大门．现在,如图1所示的这些红外线测温枪具有响应时间短、操作简便等特点,不用接触被测人就能获得相对可靠的体温值,在日常生活中被普遍使用．测温枪开启后,内置传感器通过接收红外线,将红外线信号转变为电信号而迅速给出温度值．“测温枪”等仪器的基本原理是基于黑体辐射定律:自然界中一切高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地向外辐射电磁波,物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与其表面温度有着密切关系,物体的温度越高,所发出的电磁波辐射能力越强．人体的正常温度在36～37℃之间,相应辐射的红外波长范围主要集中在9～13μm．因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础．

图1 测温枪

什么是黑体呢?黑体是能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．如图2所示,在空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,这个小孔就可以近似看作一个绝对黑体．黑体虽然不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波,这样的辐射叫做黑体辐射．因此,一个温度恒定的黑体就对应一个能量吸收和辐射……