文档介绍：第三章辐射源与典型景物辐射
§ 辐射度量及光度量
§ 朗伯辐射体及其辐射特性
§ 黑体辐射定律
§ 辐射源及其特性
第三章辐射源与典型景物辐射
§ 辐射度量及光度量
整个电磁波谱由长电振荡、无线电波、微波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线、γ射线和宇宙射线所组成,其波长可由1014μm到10-10μm间变化。光辐射****惯上规定约从103μm到10-2μm, 只占电磁波谱的一小部分。~,红外辐射通常将波段进一步划分为5个区域:
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§ 辐射度量及光度量
光辐射在空间传播的能量,按光的粒子性,每个光子携带的能量ε为
(W·s)
式中,h为普朗克常数,h=×10-34J·s;c为光速;λ为波长;ν为光子的频率。
由于光子能量随其频率增高而增大,短波光子比长波光子具有更大的能量。每瓦对应的每秒光子数为(λ的单位为μm)
1 W=×1018λ(光子/s)
(3-1)
(3-2)
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§ 辐射度量及光度量
辐射度量在历史上形成了辐射度学和光度学两套度量系统。辐射度学是建立在物理测量基础上的辐射能客观度量,不受人眼主观视觉的限制,其概念和方法适用于整个光辐射范围(红外辐射、紫外辐射等必须采用辐射度学)。光度学建立在人眼对光辐射的主观感觉基础上,是一种心理物理法的测量,故其只适用于电磁波谱中很窄的可见光区域。
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§ 辐射度量及光度量
辐射度量
光度量
辐射度量与光度量间的关系
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§ 辐射度量及光度量
辐射度量
通常,把以电磁波形式传播的能量称为辐射能Q。辐射能既可表示在确定的时间内由辐射源发出的全部电磁能,也可以表示被阻挡物体表面所接收的能量。但由于所使用的探测器大多数不是积累型的,它们响应的不是传递的总能量,而是辐射能的传递速率,即辐射功率。因此,辐射功率以及派生的几个辐射度学中的物理量属于基本辐射量。
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辐射度量
基本辐射量
辐射度学最基本的物理量是辐射功率。
(1) 辐射功率P
(2) 辐射出射度M
(3) 辐射强度I
(4) 辐亮度L
(5) 辐照度E
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辐射度量
(1) 辐射功率P
辐射功率P是单位时间发射(传输或接收)的辐射能(单位为W,W=J/s)
在不少文献中,常使用辐射通量这个术语,并用符号Φ表示,其意义与辐射功率相同。
(3-3)
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辐射度量
(2) 辐射出射度M
在其他条件相同时,辐射源的发射面积越大,发射的辐射功率也越大。为描述辐射源表面所发射的辐射功率沿表面位置的分布特性,必须考查辐射源单位表面积向半球空间(2π球面度)发射的辐射功率,即辐射出射度M (单位为瓦/米2,W/m2)为
(3-4)
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辐射度量
上式中, A为辐射源表面积。对于表面发射不均匀的物体,辐射出射度M是表面上位置的函数。
辐射出射度对源发射表面的积分给出源发射的总辐射功率P为
(3-5)
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