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這個(gè)時(shí)候我們繼續(xù)派出小姨的老朋友卡比出場(chǎng)。假設(shè)“黑卡比”就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的“黑體”，它的特性是：入射的電磁波全部被吸收，既沒(méi)有反射，也沒(méi)有透射。

體現(xiàn)到卡比身上就是，吃掉的食物從來(lái)不吐出去，沒(méi)有浪費(fèi)地全部自己消化掉。

那么，消化掉的東西，最后就變成了卡比體內(nèi)的熱量，也就是熱輻射（我們可以把它通俗地理解為溫度）

于是這個(gè)從“電磁輻射”（光）到“熱輻射”（熱）的過(guò)程，就叫黑體輻射。

好了，知道了這個(gè)原理，現(xiàn)在新的問(wèn)題來(lái)了——我們?cè)撛趺粗篮隗w吸進(jìn)去的“光”到底轉(zhuǎn)化成了多少“熱”呢？

這個(gè)問(wèn)題自從17世紀(jì)牛頓發(fā)現(xiàn)三棱鏡光色散現(xiàn)象的時(shí)候就開(kāi)始研究了，科學(xué)家們一直鉆研了數(shù)百年，終于在1900年的時(shí)候，馬克思·普朗克在德國(guó)物理學(xué)會(huì)上公布了靠譜的“黑體輻射定律公式”。

黑體輻射定律公式

其中為了證明這一公式而引出的衍生品“量子力學(xué)”概念，順道成為了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱之一。

人類得到這個(gè)公式多不容易，看看它是用多少顏值換來(lái)的就知道了：

所以，為了讓這消耗掉的顏值不被辜負(fù)，我們現(xiàn)在就了解一下這個(gè)公式，別看寫(xiě)起來(lái)復(fù)雜，其實(shí)都是紙老虎，它所揭示的無(wú)非是光與溫度的關(guān)系——

你看如果把它畫(huà)成圖，是不是就好懂一些了?。ú](méi)有）

怎么理解這個(gè)圖呢，這幾條線的走勢(shì)反映的是某個(gè)固定溫度（單位K/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)溫度單位）下，不同波長(zhǎng)的熱輻射強(qiáng)度。

比如里面的6000K（5727°C），這是太陽(yáng)的溫度——于是根據(jù)黑體輻射定律公式，我們就能分別算出太陽(yáng)光中不同波長(zhǎng)（比如紅色、綠色、藍(lán)色、某段紅外線、某段紫外線……）的熱輻射能量（強(qiáng)度/I）是多少。

同理，如果我們知道某段光的熱輻射強(qiáng)度和光線波長(zhǎng)，也可以算出其代表的“溫度”是多少了。

好的，我知道說(shuō)到這很多同學(xué)還是想說(shuō)“依然看不懂”，沒(méi)關(guān)系，這會(huì)兒看睡著的同學(xué)可以醒醒了，咱把理解難度繼續(xù)降維，下面才是重點(diǎn)。

我們只要看懂一點(diǎn)，就是——高溫度下的黑體輻射強(qiáng)度，在任何一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，都高于低溫度下的黑體輻射。

反映到圖里就是，1500℃的紅色高溫曲線，在每段波長(zhǎng)上強(qiáng)度都比1200℃的黃色曲線高：

紅外測(cè)溫儀就是根據(jù)這一特性設(shè)計(jì)出來(lái)的。

在這個(gè)理論基礎(chǔ)下，根據(jù)工程應(yīng)用所需的測(cè)量精度不同，紅外測(cè)溫儀有三種主要的設(shè)計(jì)方向。

其一，單色測(cè)溫法：利用單一波長(zhǎng)下的單色輻射強(qiáng)度比值來(lái)判斷溫度；

其二，雙色測(cè)溫法：測(cè)量被測(cè)物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的輻射強(qiáng)度比值的強(qiáng)度變化來(lái)判斷，這種方法比前者受外界影響更小，誤差也更??；

前面這兩種能不能理解看個(gè)人造化，我們?cè)敿?xì)說(shuō)一下第三種——

其三，全輻射測(cè)溫法。

全輻射測(cè)溫法名字聽(tīng)起來(lái)最牛逼，但其實(shí)是三種方法里精度相對(duì)最差的一種，不過(guò)優(yōu)勢(shì)就在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。

原因就在于其“大力出奇跡”式的設(shè)計(jì)思路——全輻射測(cè)溫法，是通過(guò)測(cè)量輻射物體的全波長(zhǎng)的熱輻射總強(qiáng)度，來(lái)確定物體的輻射溫度的。

我們?cè)趺蠢斫膺@個(gè)概念呢，就是好比把一個(gè)溫度下的全波段輻射強(qiáng)度圖比做一個(gè)米山，現(xiàn)在讓卡比把整個(gè)米山全部吃掉，我們來(lái)測(cè)它吃掉后轉(zhuǎn)化的熱輻射能量總共有多少，最終推導(dǎo)出當(dāng)時(shí)的溫度值。

全輻射測(cè)溫法過(guò)程

現(xiàn)在小區(qū)門(mén)口給你測(cè)體溫的紅外線測(cè)溫槍，基本都是這一思路設(shè)計(jì)的。

所以思路縷清后，我們只需把一個(gè)這樣的卡比放在測(cè)溫槍中，測(cè)量出它吸收輻射后釋放的熱輻射量，就能換算出被測(cè)物對(duì)應(yīng)的溫度了。

這個(gè)能將接收到的“紅外電磁波輻射”轉(zhuǎn)換為“熱輻射”（黑體輻射過(guò)程），進(jìn)而把“熱輻射”轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（熱電轉(zhuǎn)化過(guò)程）的東西就是：熱釋電紅外傳感器（簡(jiǎn)稱：PIR）

簡(jiǎn)單列一下這東西的工作原理：

順便說(shuō)一下，這玩意還真不貴：