电磁辐射与地物光谱..讲解学习.ppt

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1、电磁辐射与地物光谱..粒子性把电磁波作为粒子对待时，能量:E=hfh,Plank'sconstant(6.626*10-34J•s)2.1.1电磁波谱遇到介质（气体、液体、固体），发生一系列现象：反射：镜面反射：入射角等于反射角漫反射：反射向四面八方折射：射入介质，折射角一般不等于入射角吸收：部分被介质吸收透射：从入射延伸方向射出介质发射：自身向外辐射能量2.1.1电磁波谱反射率=（反射能量/入射总能量）*100%；吸收率=（吸收能量/入射总能量）*100%；透射率=（透射反射能量/入射总能量）*100%。2.1.1

2、电磁波谱42.1.1电磁波谱电磁波谱定义：按照电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，形成的一个连续谱带。5微波波段(1mm-1m,最常用1cm-1m)遥感常用波段符号：2.1.1电磁波谱—遥感常用波段P：30-100cmL:15-30cmS:7.5-15cmC:3.75-7.5cmX:2.4-3.75cmKu:1.57(1.7)-2.4cmK:1.1-1.57(1.7)cmKa:0.75-1.1cm62.1.2、电磁辐射的度量能量：反应了做功的能力，在做功的过程中，能量从一个物体传输到另一个物体或者从一个地

3、方传输到另一个地方。传导对流辐射为了描述电磁辐射的产生、在空间的传播以及与其物质进行相互作用的过程，可以采用两种不同的模型：波模型和粒子模型。72.1.2、电磁辐射的度量（1）辐射能量电磁辐射是具有能量的，它表现在：•使被辐照的物体温度升高•改变物体的内部状态•使带物体受力而运动……辐射能量（W）的单位是焦耳（J）8在单位时间内通过某一面积的辐射能量称为辐射通量：Φ=dW/dt辐射通量（Φ）的单位是瓦特=焦耳/秒（W=J/S）2.1.2、电磁辐射的度量（2）辐射通量Φ9（3）辐射通量密度E：单位面积上的辐射通量称为辐

4、射通量密度：辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，记为:I=dΦ/dS。辐射出射度(M)：温度为T的辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，记为:M=dΦ/dS。辐射通量密度的单位是瓦/米²（W/m²）2.1.2、电磁辐射的度量10（4）辐射强度辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一方向上单位立体角内的辐射通量：辐射强度：（I）=dΦ/dΩ辐射强度（I）的单位是瓦/球面度（W/Sr）辐射强度点辐射源2.1.2、电磁辐射的度量11（5）辐射率（亮度）L面辐射源，在某一方向，单位投影表面、单位立体角内的辐

5、射通量称为辐射率：辐射率（L）的单位是瓦/米²•球面度（W/m²•Sr）2.1.2、电磁辐射的度量12辐射度量一览表辐射量符号定义单位辐射能量E焦耳(J)辐射通量ΦdE/dt瓦(W)辐照度IdΦ/dS瓦/米²(W/m²)辐射出射度MdΦ/dS瓦/米²(W/m²)辐射强度dΦ/dΩ瓦/球面度(W/Sr)辐射亮度L2Φ/SΩ瓦/米²•球面度(W/m²•Sr)13固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征仅与温度有关。（1）热辐

6、射现象2.1.3、黑体辐射物体可辐射能量也可吸收能量，当辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时物体温度恒定不变。单色辐出度单位时间、单位表面积、上所辐射出的，单位波长间隔中的能量。辐射出射度单位时间、单位表面积、上所辐射出的各种波长电磁波的能量。2.1.3、黑体辐射-绝对黑体能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。黑体模型研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。16黑体辐射的三个特性：（1）与曲线下的面积成正比的总辐射出

7、射度M是随温度T的增加而迅速增加。总辐射出射度M可在从零到无穷大的波长范围内对普朗克公式进行积分可得到。M=σT4σ为斯蒂芬一玻尔兹曼常数，σ=5.67×10-8W/m2K4。能量与绝对温度T的4次方成正比。斯蒂芬一玻尔兹曼定律17（2）谱功率的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。维恩位移定律：确定辐射极大值所对应的波长K=2.898*103umk瑞利-金斯定律hc<

8、射，在相同温度下，实际物体的辐射出射度（辐射通量密度）比绝对黑体的要低。地物发射某一波长的辐射出射度（辐射通量密度）与同温下黑体在同一波长上的辐射出射度之比，称地物光谱发射率（emissivity）(也称比辐射率)，即：ε=M’/M其值介于0和1之间，作为比较一辐射源接近黑体的程度。不同地物有不同的ε，同一地物在不同波段的波谱发射率也不