地物电磁波发射特性.ppt

《地物电磁波发射特性.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、遥感技术基础第三讲地物电磁波发射特性ElectromagneticWaveEmissionCharacteristicsofobject一、电磁波的概念二、电磁波的产生三、电磁波的基本性质四、电磁波谱内容回顾电磁波、电磁波谱概念电磁波：在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。电磁波谱：将电磁波在真空中按照波长或频率的大小依顺序划分成波段，排列成谱即称为电磁波谱。光的波动性和粒子性是光在不同条件下的不同表现：从数量上看：少量光子的运动表现出粒子性；大量光子的运动表现出波动性。从频率上看：频率高的光子粒子性

2、强，频率低的光子波动性强。当光和其它物质发生相互作用时表现为粒子性，当在传播时表现为波动性。波粒二象性在水面上的油膜、肥皂泡等在白光照射下为什么会出现灿烂的彩色？思考一、辐射量的定义二、黑体辐射三、太阳辐射四、地物的波谱发射特性五、红外辐射特性提纲:在遥感中测量从目标反射或目标本身发射的电磁波的能量的过程称为辐射量的测定。辐射量的测定方式：辐射测量和光度测量（不同的术语和单位）辐射测量：从γ射线到电波（整个波长范围）光度测量：可见光波段一、辐射量的定义辐射通量光谱分布曲线光谱辐射通量波长光谱辐射通量辐射强度：在单位立

3、体角、单位时间内，从微小辐射源向某一方向辐射的辐射能量点辐射通量辐射能量：以电磁波形式传播的能量辐射通量：在单位时间内传送的辐射能量一、辐射量的定义辐射照度：在单位时间内、单位面积上接受的辐射能量辐射出射度：在单位时间内、从单位面积上辐射出的辐射能量一、辐射量的定义面的法线辐射面辐射亮度：在单位立体角、单位时间内、从外表的单位面积上辐射出的辐射能量所谓“外表面的面积”是指从受到辐射的方向看过去的单位面积，它是以投射到与辐射方向成正交的平面上的正射投影为单位面积的物体表面部分的面积。在辐射测量的各个量中，当加上“光谱”

4、（spectral）这一术语时，则是指单位波长宽度的量。例如：光谱辐射通量（spectralradiantflux），光谱辐射亮度（spectralradiance）一、辐射量的定义二、黑体辐射1、什么是黑体2、为什么要研究黑体3、黑体辐射规律1、什么是黑体(blackbody)定义：能全部吸收外来电磁波辐射而毫无反射和透射的理想物体。也称绝对黑体。近似黑体的例子：★黑色的烟煤（吸收系数99%）★太阳（接近黑体辐射的辐射源）★白天看远处的屋内★空腔模型？空腔模型2、为什么要研究黑体客观现象：凡是温度大于绝对温度0K（

5、-273.16º）的任何物体都具有发射电磁波的能力。因为地球上所有物体的温度都大于0K，因此所有物体均具备发射电磁波的能力，能力大小与温度有关。如何比较物体的发射能力？必须有比较的标准。常以黑体辐射为标准。3、黑体辐射规律1860年基尔霍夫得出了好的吸收体也是好的辐射体的定律。1900年普朗克用量子论的概念推出了黑体的辐射定律，它表明了黑体辐射的能量大小即辐射通量密度（单位时间内单位面积所通过的辐射能量）与温度波长的关系。Wλ：分谱辐射通量密度，单位为（W/m3）；h：普朗克常数（h=6.6256×10-34W·s2

6、）；K：波耳兹曼常数（k=1.38×10-23W·s/K）；λ：波长，单位为μm；c：光速，3×108m/s；T：黑体的绝对温度，单位为K。普朗克公式3、黑体辐射规律上式可看出：Wλ与T和辐射能量的波长λ有关。λ小、以T为第一变量、λ为第二变量可在直角平面坐标系中绘出Wλ与T、λ的关系曲线，该曲线也叫做黑体的波谱辐射曲线。900K500K600K700K800K3、黑体辐射规律波长（微米）分光谱辐射通量密度0.20.40.60.802468101214Wλ大；T高，Wλ大。得到从1cm2的面积上黑体辐射到半球空间中的

7、总辐射通量密度W为：W=σT4σ：斯帝芬—玻耳兹曼常数结论：黑体的总辐射通量密度与其绝对温度的4次方成正比，即温度愈高，黑体辐射的能量愈大，被遥感器记录的能力也愈大；反之亦然。将普朗克公式对λ从零到无穷大进行积分可得（1）斯帝芬—玻耳兹曼定律遥感应用：不同温度的物体具有不同的辐射能量，记录它们的辐射能量差别就为区别它们提供了基础。这为在遥感图像上识别不同温度的物体提供了基础。900K500K600K700K800K波长（微米）分光谱辐射通量密度0.20.40.60.802468101214（1）斯帝芬—玻耳兹曼定律对

8、普朗克公式微分并求极值：（2）维恩位移定律λmax·T=2897.8μm●K＝常数从λmax·T=常数可得结论：★黑体辐射能量的主波长λmax（峰值波长）与温度成反比★黑体辐射能量主要集中在λmax附近★不同黑体的辐射通量密度在其λmax处差别最大举例：◇铁块加热后逐渐变热继续加热铁块变红λmax发生了向左的偏移◇蓝火焰与红火焰相比谁的温度高？