光电子学第一章 光与物质相互作用基础.ppt

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1、光电子学第一章光与物质相互作用基础第二讲湖南大学物理与微电子科学学院，王玲玲2016年03月物理与微电子科学学院SchoolofPhysicsandMicroelectronicsScience第一讲要点回顾麦克斯韦方程导出波动方程；世界上最伟大十个公式；为什么光波是电磁波？光与物质相互作用基础1§1-6谱线形状和宽度§1-5自发辐射、受激吸收和受激辐射§1-4黑体辐射§1-2物质的微观结构与能量状态§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论§1-1光的波动理论与光子学说§1-3热辐射的一般概念第二讲要点黑体辐射实验规律及描述式描述热辐射物理量自

2、发辐射受激辐射受激吸收意义132定义：物体T>0K产生辐射，热辐射、T辐射。§1-1光波动理论与光子学说§1-2物质微观结构与能量状态§1-3热辐射一般概念§1-4黑体辐射§1-5自发辐射,受激吸收和受激辐射§1-6谱线形状和宽度§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论热辐射：物体以EM波发射能量，物体辐射源，物体接受辐射的EM电磁波。物质对EM波发射和吸收——热辐射理论。辐射包括：EM波，能量分布与T相关。一、热辐射现象二、描述辐射场的物理量三、光度量四、基尔霍夫定律1.辐射能量密度we2.辐射通量e3.辐射出射度MeEM辐射通过区域任时

3、刻辐射能，单位体积辐射能：§1-1光波动理论与光子学说§1-2物质微观结构与能量状态§1-3热辐射一般概念§1-4黑体辐射§1-5自发辐射,受激吸收和受激辐射§1-6谱线形状和宽度§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论4.辐射强度Ie5.辐射亮度Le6.辐射照度Ee10.单色辐射强度Ie()11.单色辐射亮度Le()三、光度量四、基尔霍夫定律7.单色辐射能量密度we()8.单色辐射通量e()9.单色辐射出射度Me()单位：J·m-3一、热辐射现象二、描述辐射场的物理量辐射源单位t通过某面积辐射能：§1-1光波动理论与光子学说§1-

4、2物质微观结构与能量状态§1-3热辐射一般概念§1-4黑体辐射§1-5自发辐射,受激吸收和受激辐射§1-6谱线形状和宽度§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论1.辐射能量密度we2.辐射通量e3.辐射出射度Me4.辐射强度Ie5.辐射亮度Le6.辐射照度Ee10.单色辐射强度Ie()11.单色辐射亮度Le()三、光度量四、基尔霍夫定律7.单色辐射能量密度we()8.单色辐射通量e()9.单色辐射出射度Me()单位W或J·s-1，辐射能流单位e总辐射通量、辐射功率。一、热辐射现象二、描述辐射场的物理量物体表面单位面积辐射通量，发

5、射本领、辐射通量密度，§1-1光波动理论与光子学说§1-2物质微观结构与能量状态§1-3热辐射一般概念§1-4黑体辐射§1-5自发辐射,受激吸收和受激辐射§1-6谱线形状和宽度§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论1.辐射能量密度we2.辐射通量e3.辐射出射度Me4.辐射强度Ie5.辐射亮度Le6.辐射照度Ee10.单色辐射强度Ie()11.单色辐射亮度Le()三、光度量四、基尔霍夫定律7.单色辐射能量密度we()8.单色辐射通量e()9.单色辐射出射度Me()A面积,单位W·m-2一、热辐射现象二、描述辐射场的物理量辐射源某

6、方向单位立体角辐射通量，RA=–(A/R2)立体角，A与R某面元面积，R点源至某面元距离，有方向§1-1光波动理论与光子学说§1-2物质微观结构与能量状态§1-3热辐射一般概念§1-4黑体辐射§1-5自发辐射,受激吸收和受激辐射§1-6谱线形状和宽度§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论1.辐射能量密度we2.辐射通量e3.辐射出射度Me4.辐射强度Ie5.辐射亮度Le6.辐射照度Ee10.单色辐射强度Ie()11.单色辐射亮度Le()三、光度量四、基尔霍夫定律7.单色辐射能量密度we()8.单色辐射通量e()9.单色辐射出射

7、度Me()各向同性点辐射源，Ie=e/4，单位W·sr-1一、热辐射现象二、描述辐射场的物理量面辐射源某方向单位投影表面单位立体角辐射通量：§1-1光波动理论与光子学说§1-2物质微观结构与能量状态§1-3热辐射一般概念§1-4黑体辐射§1-5自发辐射,受激吸收和受激辐射§1-6谱线形状和宽度§1-7均匀加宽和非均匀加宽§1-8辐射的经典理论面元法线与辐射向夹角1.辐射能量密度we2.辐射通量e3.辐射出射度Me4.辐射强度Ie5.辐射亮度Le6.辐射照度Ee10.单色辐射强度Ie()11.单色辐射亮度Le()三、光度量四、基尔霍夫定律7.

8、单色辐射能量密度we()8.单色辐射通量e()9.单色辐射出射度Me()