红外物理与技术参考 答案.docVIP

习 题 参 考 答 案 以下为各章习题解析要点： 第1章 1-2 （1）太阳七色光的热效应；绝对零度。 （2）是很大的数值，不能直接测量；测得的频率数值精度通常比测得的波长数值精度低。 （3）0.75~1000μm；10。 （4）8~12μm或8~14μm；3~5μm。 （5）局部充血，皮温上升。 （6）电阻值；热点。 1-3 红外辐射的波长范围是0.75~1000μm，跨过大约10个倍频程，根据红外辐射在地球大气层中的传输特性，把整个红外辐射光谱区按波长分为四个波段：近红外波段（波长0.75~3μm）；中红外波段（波长3~6μm）；远红外波段（波长6~15μm）；极远红外波段（波长15~1000μm）。 1-4 红外辐射既具有与可见光相似的特性，如反射、折射、干涉、衍射和偏振，又具有粒子性，即它可以以光量子的形式被发射和吸收。同可见光相比，同时具有独有特性： 必须用对红外辐射敏感的红外探测器才能探测到； （2）红外辐射的光量子能量比可见光的小； （3）红外辐射的热效应比可见光要强得多； （4）红外光谱区比可见光谱区含有更丰富的内容； （5）红外辐射更容易被物质所吸收。 1-5 红外物理与红外技术所研究的内容不同，它们是相互联系、相互依存、相互融合的，二者之间的关系既紧密联系又相互区别。 1-6 如：红外制导；红外夜视；红外通信；红外预警；隐身藏匿武器探测；红外对抗等。 1-7 如：红外测温；红外遥控；红外医疗；红外遥感；红外辐射加热；红外光谱技术；红外故障诊断；红外灾害观测；建筑物检测等。 第2章 2-1 辐射能: 以电磁波的形式发射、传输或接收的能量，用表示，单位是； 辐射强度：描述点辐射源的辐射功率在空间不同方向上的分布特性； 辐射照度：指被照表面的单位面积上接收到的辐射功率，用表示； 光子辐射强度：光源在给定方向上的单位立体角内所发射的光子通量，用表示； 光子辐射照度：指被照表面上某一点附近，单位面积上接收到的光子通量，用表示。 2-2 （1）扩展源辐射特性；辐射功率；。 （2）扩展源；源表面；面密度。 （3）扩展源辐射特；单位投影面积；单位立体角；。 2-3 解： 2-4 解：辐射功率与辐射通量混用。辐射强度对整个发射立体角的积分，即 对于各向同性的辐射源，等于常数，则得，得。 2-5 解： 灯正下方照度： （2）房屋一角照度： 则： 2-6 解： 位置（1）： ，， 位置（2）： ，， 位置（3）： ，， 位置（4）： ，， 位置（5）： ，， 2-7 解： 太阳向全空间发出的光通量: 太阳的光亮度: 由于各向同性，且，，则： 如果只考虑太阳的可见光部分，可以估算其辐射亮度。太阳辐射的峰值在可见光区，可见光区的中心大约在波长0.58微米处，。 假设在可见光区,光谱光视效率的平均值 ，，，则有： 2-8 解： （1）光源置于桌子上方2.00m时。 QUOTE QUOTE 辐射照度: 发光强度： QUOTE QUOTE （2）当把光源置于桌子上方3.00m时。 桌子中心的照度： QUOTE QUOTE 桌子边缘距光源的距离 QUOTE QUOTE ，则 ，可得： QUOTE QUOTE 2-9 解：根据题意，辐射源被认为是扩展源。 光学系统接收的辐射功率为: 2-10 解：设在B点处的接收面积为B，通过的辐射通量为： 在B点的辐照度为: QUOTE QUOTE 把B点所在平面按逆时针方向旋转，辐照度先增大后减小。 2-11 证明：圆盘目标的辐射照度为，等效辐射出射度为,进而将圆盘目标视为扩展源，则系统接收目标反射的辐射功率为: 2-12 解：朗伯辐射面在距中心处的辐通量： 辐照度为: QUOTE QUOTE 2-13 证明：因为，且，所以： 2-14 解：设在距为的点处两点辐射源产生辐射照度相等，由电辐射源辐射强度与辐射照度之间关系式和可知，当时，有： 第3章 3-1 （1）热辐射：物体由于具有温度而辐射 HYPERLINK /view/1015.htm \t _blank 电磁波的现象，是自然界中普遍存在的现象，它不依赖任何外界条件而进行