一种用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具及方法与流程

技术特征：
1.一种用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具，其特征在于：包括底板（1）和用于演示黑体辐射中半球空间的两个半球，底板（1）中心位置放置用于模拟辐射面的光源（3），两个半球包括用于模拟黑体辐射概念中半球空间的透明半球（2）和用于吸收光源（3）所发出的部分可见光的半透明半球（5），半球的球面向上置于光源（3）上方，连接光源（3）的底板（1）的板面设置用于镶嵌半球的底部边缘的环形凹槽（7）。2.根据权利要求1所述的用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具，其特征在于：所述光源（3）为led面光源，光源（3）与底板（1）通过螺栓（6）固定连接。3.根据权利要求1或2所述的一种用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具，其特征在于：所述光源（3）配置电源适配器（4）。4.根据权利要求1所述的用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具，其特征在于：所述透明半球（2）和半透明半球（5）在嵌入环形凹槽（7）内时球心与光源（3）的中心重合。5.根据权利要求1或4所述的用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具，其特征在于：所述透明半球（2）为透光率不低于90%的有机玻璃材质的透明半球。6.根据权利要求1或4所述的用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具，其特征在于：所述半透明半球（5）为有机玻璃材质的半透明半球，半透明半球（5）的透光率范围为5%~50%。7.一种用于演示黑体辐射兰贝特定律的方法，采用权利要求1~6所述的教具，其特征在于：用可见光模拟辐射能，使用两个透光率不同的半球分别演示黑体辐射中的有效辐射面积和兰贝特定律的概念，使学生更易于理解和掌握，具体包括以下步骤：s1、演示有效辐射面积的概念：将光源（3）放置于底板（1）的中心位置，然后将透明半球（2）置于光源（3）的正上方，透明半球（2）的边缘嵌入环形凹槽（7）内，此时不开启电源适配器（4），从透明半球（2）的任意位置、法线方向、切线方向分别观察光源（3）的可见面积；s2、演示辐射能量在半球空间上的分布规律：取下透明半球（2），然后将半透明半球（5）置于光源（3）的正上方，半透明半球（5）的边缘置于环形凹槽（7）内，开启电源适配器（4）光源（3）发出可见光，观察可见光在半透明半球（5）上的亮度分布规律，以此理解辐射能量在半球空间上的分布规律，进而掌握兰贝特定律的内涵。

技术总结
本发明属于传热学教具设备领域，在传统课堂教学中，教师仅仅通过传统教学手段，很难向学生讲述清楚兰贝特定律，学生不能熟练掌握该定律的内涵及应用，本发明公开了一种用于演示黑体辐射兰贝特定律的教具和方法，包括底板、透明半球、半透明半球、光源，用于课堂教学时向学生演示半球空间、有效辐射面积、兰贝特定律的概念，在进行教具演示时，当光源关闭时，学生从透明半球的不同位置去观察光源，以此理解有效辐射面积的概念；当光源打开时，学生观察可见光在半透明半球上的亮度分布，以此理解辐射能量在半球空间上的分布规律，进而掌握兰贝特定律的内容。本发明结构简单、操作方便，可以有效帮助学生理解黑体辐射兰贝特定律。效帮助学生理解黑体辐射兰贝特定律。效帮助学生理解黑体辐射兰贝特定律。


技术研发人员：张嘉杰 赵蕊 胡军勇 庞晓敏 马素霞
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2021/11/24