Zwartelichaambronnen

Zwartelichaambronnen zijn apparaten die een emissiespectrum leveren dat in de praktijk zo dicht mogelijk aansluit bij dat van een ideaal zwart lichaam. De straling volgt de wet van Planck en is voor een gegeven temperatuur afhankelijk van de emissiviteit van de bron; hogere emissiviteit geeft een meer karakteristieke, voorspelbare straling.

Constructie van deze bronnen berust vaak op een holle kamer met een kleine opening, bekleed met een zeer zwarte, matte coating zoals koolstofzwart. Door de kamer te verwarmen tot een stabiele temperatuur ontstaat een bekende, vrijwel isotrope straling die via de opening naar buiten komt. De binnenverf of coating is cruciaal voor een hoge emissiviteit over een breed golflengtebereik.

Eigenschappen van zwartelichaambronnen zijn onder meer een spectrale radiantie die volgt Plancks wet en een emissiviteit die dicht bij 1 ligt over veel golflengten. Een betrouwbare bron vereist nauwkeurige temperatuurregeling en calibratie van de reference-sensor om reproduceerbare resultaten te garanderen.

Toepassingen omvatten de kalibratie van spectrometers en radiometers, nauwkeurige radiometrische metingen in laboratoria en industriële omgevingen, en het onderzoek naar emissie-eigenschappen van materialen bij verschillende temperaturen.

Varianten en beperkingen: er bestaan onder andere gesloten-kamer bronnen, open-kamer bronnen en vlakke-bronontwerpen. Het temperatuurbereik kan variëren van enkele honderden tot duizenden kelvin. Realistische bronnen benaderen een ideaal zwart lichaam maar vertonen golflengtespecifieke afwijkingen in emissiviteit, en zijn gevoelig voor stof, condens en ongewenste reflecties die de nauwkeurigheid kunnen beïnvloeden.

Zie ook: Plancks wet, emissiviteit, radiometrie, spectrometrie.