電磁波沿著直線傳播，并且還能在真空中傳播，這使得熱輻射具有熱傳導(dǎo)和熱對流所不具有的特性：熱輻射可以在沒有介質(zhì)的情況下發(fā)生。電磁波的一個重要特征是它的波長，無線電波波長很長，而伽馬射線是波長很短，可見光的波長介于0.4到0.7微米之間。物體因其溫度而發(fā)出的熱輻射波長在0.1微米到100微米之間，它與光譜中的紫外、可見光和紅外部分重疊。

黑體與斯特藩-玻爾茲曼定律

熱輻射所發(fā)出的電磁波并不都具有相同的波長。對于溫度300開爾文的黑體來說，其電磁輻射的波長主要在2微米到50微米之間。我們上述所計算的輻射功率，事實上是所有波長的貢獻(xiàn)之和。隨著黑體溫度的增加，電磁波的波長越來越小。到了700開爾文，就到達(dá)了光譜的可見部分，這就是我們生活中所見到的“熱得發(fā)光”。

太陽表面可以建模為一個溫度為5800開爾文的黑體，它發(fā)出的熱輻射的波長大部分都落在了光譜的可見范圍內(nèi)，它在紫外和紅外區(qū)域也發(fā)出大量的能量。輻射最大功率的波長是科學(xué)家所關(guān)注的，它隨溫度的變化而變化，并由一個叫作維恩位移定律的關(guān)系給出。該定律經(jīng)常用于天文學(xué)，如果我們測量一顆遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光，我們可以確定輻射最大功率的波長，因此我們就可以算出該恒星的表面溫度。

真實物體與輻射系數(shù)

對于不透明物體，熱輻射在很大程度上取決于其表面的性質(zhì)，因此涂層類型和表面粗糙度會顯著影響輻射系數(shù)。在經(jīng)過拋光處理的金屬涂層中，其表面的輻射系數(shù)很低。因此，對于需要保溫的熱罐來說可能是很好的選擇，因為它將減少輻射到環(huán)境中的熱量，但對于需要散熱的電子外殼則恰恰相反。

在研究熱輻射時，我們不僅關(guān)心物體能發(fā)出多少能量，還關(guān)心有多少能量到達(dá)物體的表面。每單位面積到達(dá)物體的熱輻射總量，稱為輻照，用字母G表示。當(dāng)輻照到達(dá)物體表面時，會發(fā)生三件事：這些波會吸收，從而提高自身溫度；波可以被反射；波也可以透過物體繼續(xù)傳播。

由于所有入射能量要么被吸收、反射或透射，因此這三個項的總和應(yīng)該為1，也就是α ρ т=1。黑體不僅是完美的發(fā)射體，它還能吸收100%入射的輻射，所以它的吸收率為1，反射率和透射率為零。

有了以上這些知識，我們就能進(jìn)行簡單計算：物體輻射出多少能量，吸收多少能量，導(dǎo)致溫度變化了多少。