1
Chương 5: BỨC XẠ VÀ BỨC XẠ KẾ
1/ Các nguồn bức xạ
-Nguồn đơn sắc: Lasers, LE Ds
-Ngu
ồn phổ liên tục: Đèn nóng sáng
-Ngu
ồn phổ vạch: đèn hồ quang
* Incoherent or noise sources: Đèn nóng sáng; LEDS; Đèn hồ quang.
→ không có quan hệ pha cố định giữa các sóng bức xạ
* Coherent sources: Laser khí hoặc laser bán dẫn.
* Đèn hồ quang: Hồ quang hình thành giữa các điện cực trong khí
hi
ếm khi áp đặt điện thế ban đầu lớn. Khi dòng ion được thiết lập trong hồ
quang, điện áp giả
m mạnh và hồ quang được duy trì. Phổ phát xạ phụ
thuộc loại khí.
-Khi dòng hồ quang đi qua khí, các điện tử trong các ion khí sẽ thay
đổi mức năng lượng và phát xạ photon có bước sóng cho bởi:
λ =
hc/∆E = 1.24 x 10
3
(eV.nm)/
∆
E,
v
ới ∆E là chênh lệch năng lượng giữa các mức được phép, phụ
thuộc vào các nguyên tố Æ bước sóng bức xạ bởi mỗi nguyên tố là cố
định.
*Đèn huỳnh quang: là trường hợp riêng của đèn hồ quang, khi ống đèn
được phủ bột huỳnh quang (chủ yếu là phosphor). Bột huỳnh quang sẽ tái

= (dQ
e
/dt)|
qua diện dA
Watt (W
- Flux density (m
ật độ dòng quang tới / đvdt) còn gọi là irradiance
(
độ rọi năng lượng): H
e
= d Φ
e
/dA (W/m
2
)
- Radiant Em
ittance (độ trưng năng lượng) là mật độ dòng kích thích
trên b
ề mặt
của nguồn được kiểm tra:
M
e
= d Φ
e
/dA
(W/
m
2
)
- Radiant Intensity (cường độ bức

= d Φ
e
/d
ωdAcosθ
(W/sr.m
2
)
- Spectral Radiant Power (công su
ất bức xạ trên đơn vị bước sóng):
Φ
λ
= dQ
e
/dλ (W/nm)
- Spectral Emittance (ph
ổ kích thích, độ rọi phổ)
W
λ
= dM
e
/ dλ (W/m
2
.nm)
- Spectral Radiant Intensity: I
λ
= dI
e
/ dλ (W/sr.nm)
- Spectral Radiance: L
λ

λ
2
∆M
e
=
∫
W
λ
dλ
,
λ
1
v
ới W
λ
= C
1
λ
-5
/(e
C2/λ
- 1), trong đó C
1
= 3.74 x
10
-16
W.m
2
, C
2

- Vật thể thực không bức xạ nhiều công suất như vật đen ở cùng một
nhiệt độ
- Tỷ số giữa độ trưng năng thực trên độ trưng năng của vật đen lý tưởng
gọi là độ
phát xạ (emissivity,
e)
v
ật đen lý tưởng: a.
M
e
=
e σ T
4
, e
= a
≡ Tỷ số công suất hấp thụ của vật với công suất hấp
thụ của
Công suất hấp thụ từ công suất đến:
Φ
e
=
aHA
Ví d
ụ : Xét đèn nóng sáng có vật bức xạ ở nhiệt độ T, đặt trong vỏ
12
được hút chân không, nhiệt độ làm việc ổn định của vỏ là T
1
G
ọi P là công suất cung cấp cho vật bức xạ = công suất bức xạ toàn
ph

- Với 1 vật liệu cho trước và ở một bước sóng cố định thì e là hàm số
của nhiệt
- Nhiệt độ màu (Color temperature) của 1 nguồn sáng là nhiệt độ tuyệt
đối m
à tại
14
đó một vật đen khi hoạt động sẽ có một cân bằng màu giống như
nguồn sáng
Bài t
ập ví dụ: cho bóng đèn có diện tích dây tóc: 0,1cm
2
; e =
0,35, nhi
ệt độ dây tóc là 2700
o
K, nhiệt độ vỏ đèn là
100
o
C(373
o
K). Tìm công su
ất cần cung cấp.
Đ
S:10,5W