輻射的能量從輻射源向外所有方向直線放射。物體通過輻射所放出的能量稱為輻射能。輻射按倫琴 /小時(R)計算。輻射有一個重要特點，就是它是"對等的"。不論物體(氣體)溫度高低都向外輻射，甲物體可以向乙物體輻射，同時乙也可向甲輻射。一般普遍將這個名詞用在電離輻射。
輻射的來源
太陽輻射
在地球位于日地平均距離處時，地球大氣上界垂直于太陽光線的單位面積在單位時間內(nèi)所受到的太陽輻射的全譜總能量，稱為太陽常數(shù)。太陽常數(shù)的常用單位為瓦/米2。因觀測方法和技術不同，得到的太陽常數(shù)值不同。通常又稱太陽輻射為短波輻射，稱地面和大氣輻射為長波輻射。太陽活動和日地距離的變化等會引起地球大氣上界太陽輻射能量的變化太陽輻射通過大氣，一部分到達地面，稱為直接太陽輻射;另一部分為大氣的分子、大氣中的微塵、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太陽輻射一部分返回宇宙空間，另一部分到達地面，到達地面的這部分稱為散射太陽輻射。到達地面的散射太陽輻射和直接太陽輻射之和稱為總輻射。太陽輻射通過大氣后，其強度和光譜能量分布都發(fā)生變化。到達地面的太陽輻射能量比大氣上界小得多，在太陽光譜上能量分布在紫外光譜區(qū)幾乎絕跡，在可見光譜區(qū)減少至40%，而在紅外光譜區(qū)增至60%。
天文輻射的時空變化特點是:①全年以赤道獲得的輻射最多，極地最少。這種熱量不均勻分布，必然導致地表各緯度的氣溫產(chǎn)生差異，在地球表面出現(xiàn)熱帶、溫帶和寒帶氣候;②天文輻射夏大冬小，它導致夏季溫高冬季溫低。大氣對太陽輻射的削弱作用包括大氣對太陽輻射的吸收、散射和反射。太陽輻射經(jīng)過整層大氣時，0.29μm以下的紫外線幾乎全部被吸收，在可見光區(qū)大氣吸收很少。在紅外區(qū)有很強的吸收帶。大氣中吸收太陽輻射的物質主要有氧、臭氧、水汽和液態(tài)水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和塵埃等。云層能強烈吸收和散射太陽輻射，同時還強烈吸收地面反射的太陽輻射。云的平均反射率為0.50~0.55。經(jīng)過大氣削弱之后到達地面的太陽直接輻射和散射輻射之和稱為太陽總輻射。就全球平均而言，太陽總輻射只占到達大氣上界太陽輻射的45%。總輻射量隨緯度升高而減小，隨高度升高而增大。一天內(nèi)中午前后最大，夜間為0;一年內(nèi)夏大冬小。
電磁輻射
電磁波(又稱電磁輻射)是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構成的平面，有效的傳遞能量和動量。電磁輻射可以按照頻率分類，從低頻率到高頻率，包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、(電離輻射)X射線和伽馬射線等等。人眼可接收到的電磁輻射，波長大約在380至780納米之間，稱為可見光。只要是本身溫度大于絕對零度的物體，都可以發(fā)射電磁輻射，而世界上并不存在溫度等于或低于絕對零度的物體。因此，人們周邊所有的物體時刻都在進行電磁輻射。盡管如此，只有處于可見光頻域以內(nèi)的電磁波，才是可以被人們看到的。電磁波不需要依靠介質傳播，各種電磁波在真空中速率固定，速度為光速。
1.常見的電磁輻射源 :一般來說，雷達系統(tǒng)、電視、手機和廣播發(fā)射系統(tǒng)、射頻感應及介質加熱設備、射頻及微波醫(yī)療設備、各種電加工設備、通信發(fā)射臺站、衛(wèi)星地球通信站、大型電力發(fā)電站、輸變電設備、高壓及超高壓輸電線、地鐵列車及電氣火車以及大多數(shù)家用電器等都是可以產(chǎn)生各種形式、不同頻率、不同強度的電磁輻射源。
2.電磁
輻射場區(qū)的劃分:電磁輻射場區(qū)一般分為遠區(qū)場和近區(qū)場。
3.1.近區(qū)場及特點:以場源為中心，在一個波長范圍內(nèi)的區(qū)域，通常稱為近區(qū)場，也可稱為感應場。近區(qū)場通常具有如下特點:近區(qū)場內(nèi)，電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關系。即:E¹377H。一般情況下，對于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對于電壓低電流大的場源(如某些感應加熱設備的模具)，磁場要比電場大得多。近區(qū)場的電磁場強度比遠區(qū)場大得多。從這個角度上說，電磁防護的重點應該在近區(qū)場。近區(qū)場 的電磁場強度隨距離的變化比較快，在此空間內(nèi)的不均勻度較大。
3.2遠區(qū)場及特點在以場源為中心，半徑為一個波長之外的空間范圍稱為遠區(qū)場，也可稱為輻射場。遠區(qū)場的主要特點如下:在遠區(qū)場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。 在遠區(qū)場，電場強度與磁場強度有如下關系:在國際單位制中，E=377H，電場與磁場的運行方向互相垂直，并都垂直于電磁波的傳播方向。遠區(qū)場為弱場，其電磁場強度均較小。
3.3近區(qū)場與遠區(qū)場劃分的意義:通常，對于一個固定的可以產(chǎn)生一定強度的電磁輻射源來說，近區(qū)場輻射的電磁場強度較大，所以，我們應該格外注意對電磁輻射近區(qū)場的防護。另外，應該有對近區(qū)場一個概念，對我們最經(jīng)常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段范圍，其波長范圍從10米到0.1米。
熱輻射
熱輻射，是一種物體用電磁輻射的形式把熱能向外散發(fā)的熱傳方式。它不依賴任何外界條件而進行。它是熱的三種主要傳導方式之一。
任何物體在發(fā)出輻射能的同時，也不斷吸收周圍物體發(fā)來的輻射能。一物體輻射出的能量與吸收的能量之差，就是它傳遞出去的凈能量。物體的輻射能力(即單位時間內(nèi)單位表面向外輻射的能量)，隨溫度的升高增加很快。
輻射能被物體吸收時發(fā)生熱的效應，物體吸收的輻射能不同，所產(chǎn)生的溫度也不同。因此，輻射是能量轉換為熱量的重要方式。輻射傳熱指依靠電磁波輻射實現(xiàn)熱冷物體間熱量傳遞的過程，是一種非接觸式傳熱，在真空中也能進行。物體發(fā)出的電磁波，理論上是在整個波譜范圍內(nèi)分布，但在工業(yè)上所遇到的溫度范圍內(nèi)，有實際意義的是波長位于0.38~1000μm之間的熱輻射，而且大部分位于紅外線(又稱熱射線)區(qū)段中0.76~20μm的范圍內(nèi)。所謂紅外線加熱，就是利用這一區(qū)段的熱輻射。研究熱輻射規(guī)律，對于爐內(nèi)傳熱的合理設計十分重要，對于高溫爐操作工的勞動保護也有積極意義。當某系統(tǒng)需要保溫時，即使此系統(tǒng)的溫度不高，輻射傳熱的影響也不能忽視。如保溫瓶膽鍍銀，就是為了減少由輻射傳熱造成的熱損失。
更新時間：2021-11-18
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