黑体、灰体和选择性辐射体

比辐射率定义为辐射源的辐射出射度与具有同一温度的黑体的辐射出射度之比。比辐射率是材料种类及表面磨光程度的函数，它随波长和材料温度而变。根据热辐射定律，可将全光谱的比辐射率写成更普遍的表达式：
               (1.4.18)
根据光谱比辐射率，可将辐射体分为三类：

图1.12黑体、灰体和选择性辐射体的比辐射率
1）  黑体或普朗克辐射体，其ε_λ＝1；
2）  灰体，其ε_λ＝常数，但小于1；
3）  选择性辐射体，ε_λ随波长而变。

 图1.13同一温度下三类辐射体的光谱辐射通量密度
 
由于黑体是最佳的热辐射体,在同样的温度下，其总辐射通量或任意光谱区间的波段辐射通量都比其他辐射体大。因此，黑体的光谱分布曲线是各种辐射体光谱分布曲线的包络线。
 
灰体的比辐射率是黑体的一个不变的分数，这是一个特别有用的概念。因为有些辐射源，如喷气机尾喷管、气动加热表面、无动力空间飞行器、人体、大地及空间背景在有限的光谱区间内都可视为灰体，并对大多数工程计算有足够的准确度。          红外线测温仪
 
喷气发动机或火箭的尾焰是典型的选择性辐射体。在燃气流中，主要的燃烧物是二氧化碳和水蒸汽，它们产生了特有的分子发射带。二氧化碳强谱带在4.3微米,较弱谱带分别在2.7微米和15微米。水分子强谱带靠近2.7微米和6.3微米。4.3微米二氧化碳发射带的辐射强度约为2.7微米水分子发射带强度的3倍。对各种火焰的测量表明，这个比值可以从2.5至10,主要与所用的材料有关。从探测角度看，考虑到太阳光线干扰和大气透过，4.3微米二氧化碳发射带也比2.7微米水分子发射带更有用。
 
如按严格定义，黑体的比辐射率在全光谱范围内应恒等于1，灰体的比辐射率应恒等于一个常数，几乎所有材料都是选择性辐射体。但许多材料在有限的光谱区间的辐射特性完全可看成灰体，这样可以简化计算。