第二章 电磁辐射的基本原理.ppt

第二章 电磁辐射的基本原理 2.1 电磁波的基本特征 2.2 电磁辐射源 2.3 地球大气对电磁辐射传输的影响 2.4 地物波谱特征 2.5 色度学 2.1 电磁波的基本特性 电磁波是交变电磁场在空间的传播，它是物质运动、能量传递的一种特殊形式。 基本特征： 1.是一种横波 2.在真空以光速传播 3.具有波粒二象性： 电磁辐射：电磁波能量的传递过程。电磁波在传递过程中遵循波的发射、吸收、反射、透射等传播规律。 电磁波谱 将各种电磁波按其波长（或频率） 的大小,依次排列画成的图表。 紫外波段 0.01~0.38μm 紫 0.38~0.43 μm 蓝 0.43~0.47 μm 青 0.47~0.50 μm 可见光波段 0.38~0.76 μm 绿 0.50~0.56 μm 黄 0.56~0.59 μm 橙 0.59~0.62 μm 红 0.62~0.76 μm 近 红 外 0.76~3.0 μm 红外波段 0.76~1000 μm 中 红 外 3.0~6.0 μm 远 红 外 6.0~15.0 μm 超远红外 15.0~1000 μm 毫米波 1~10 mm 微波波段 1mm~1m 厘米波 1~10 cm 分米波 10cm~1 m 2.2 电磁辐射源 物体的热辐射 热辐射：任何温度高于0K(－273.16℃)的物体，其原子、分子都在不停地热运动（旋转和振动，带电粒子不停地发生能级的跃迁，从而放出或吸收能量），从而辐射出中、远红外的电磁辐射。 辐射能的强弱及其随波长的分布取决于物体性质与温度的电磁辐射--热辐射（温度辐射） 特点:不需通过介质,就能以光速将热从一物体传给其它物体。 绝对黑体（黑体） 在任何温度下，对任何波长的入射辐射的吸收系数恒等于1的物体 α（λ.T) ≡ 1 黑体是具有最大辐射能力的物体。 发射率(比辐射率) ε物 ＝ M物／M黑 （目标物的辐射量(辐射出射度)与同温度下的黑体辐射之比 ） 基尔霍夫定律 在同一温度下，任何物体发射某一波长电磁波的能力，与它对该波长电磁波的吸收能力成正比。 即：良好的吸收体亦是良好的发射体。 物体按发射辐射特性的分类 1.黑体(Black body) α≡1 在任何温度条件下,对任何波长的电磁波的吸收率恒等于1,并可将吸收的电磁辐射全部辐射出去的物体。 2.灰体(Gray body) α＜ 1 在任何温度条件下,对电磁波的吸收率都小于1, 且不随波长变化的物体。 3.选择性辐射体(吸收体) α＜ 1 吸收率(发射率)小于1,但随波长的变化而变化的物体. 太阳辐射和大地辐射 （一）太阳辐射 ⑴.太阳光谱是连续的，其能量分布也是连续的； ⑵.太阳辐射的能量主要集中在可见光波段，约占太阳总光谱能量的4