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第1章 辐射度学和光度学基础1

1.1 引言1

1.2 红外辐射的基本概念3

1.3 描述辐射场的基本物理量5

1.3.1 立体角及其意义5

1.3.2 辐射量7

1.4 光谱辐射量与光子辐射量10

1.4.1 光谱辐射量10

1.4.2 光子辐射量11

1.5 光度量13

1.5.1 光谱光视效能和光谱光视效率13

1.5.2 光通量14

1.5.3 发光强度15

1.5.4 光出射度16

1.5.5 光亮度16

1.5.6 光照度17

1.6 朗伯余弦定律和漫辐射源的辐射特性18

1.6.1 漫辐射源及朗伯余弦定律18

1.6.2 漫辐射源的辐射特性19

1.7 辐射量的基本规律及计算20

1.7.1 距离平方反比定律20

1.7.2 立体角投影定律21

1.7.3 Talbot定律22

1.7.4 Sumpner定理22

1.8 辐射量计算举例23

1.8.1 圆盘的辐射特性及计算23

1.8.2 球面的辐射特性及计算24

1.8.3 点源产生的辐射照度25

1.8.4 小面源产生的辐射照度25

1.8.5 扩展源产生的辐射照度25

1.9 辐射的反射、吸收和透射30

1.9.1 反射、吸收和透射的基本概念30

1.9.2 朗伯定律和朗伯-比耳定律31

1.10 本章小结34

第2章 热辐射的基本规律38

2.1 普雷夫定则38

2.2 基尔霍夫定律38

2.3 黑体及其辐射定律40

2.3.1 黑体40

2.3.2 普朗克公式41

2.3.3 维恩位移定律46

2.3.4 斯蒂芬-玻尔兹曼定律46

2.4 黑体辐射的计算47

2.4.1 黑体辐射函数表47

2.4.2 计算举例52

2.5 发射率和实际物体的辐射53

2.5.1 半球发射率54

2.5.2 方向发射率54

2.6 辐射效率和辐射对比度57

2.6.1 辐射效率57

2.6.2 辐射对比度58

2.7 本章小结60

第3章 红外辐射源62

3.1 红外辐射源的作用和分类62

3.1.1 标准辐射源64

3.1.2 军事应用辐射源64

3.1.3 工业应用辐射源64

3.1.4 激光辐射源65

3.1.5 同步辐射源65

3.1.6 红外微辐射源65

3.2 自然辐射源65

3.2.1 太阳65

3.2.2 地面辐射67

3.2.3 天空辐射69

3.2.4 人体71

3.2.5 月球及其他星球72

3.3 人工辐射源73

3.3.1 空腔辐射理论73

3.3.2 黑体辐射源78

3.3.3 其他类型辐射源80

3.4 辐射源的应用90

3.4.1 军事应用的辐射源90

3.4.2 工业应用的辐射源96

3.4.3 激光辐射源98

3.5 本章小结110

第4章 红外辐射在大气中的传输113

4.1 地球大气的基本组成和气象条件113

4.1.1 大气的基本组成113

4.1.2 大气的气象条件114

4.2 大气中的主要吸收气体和主要散射粒子115

4.2.1 水蒸气115

4.2.2 二氧化碳117

4.2.3 臭氧117

4.2.4 大气中的主要散射粒子117

4.3 大气的吸收衰减119

4.3.1 大气的选择吸收119

4.3.2 表格法计算大气的吸收120

4.4 大气的散射衰减124

4.4.1 气象视程与视距方程式124

4.4.2 测量λ0处视程的原理126

4.4.3 利用λ0处的视程求任意波长处的光谱散射系数μs（λ）126

4.5 大气透射率的计算举例127

4.5.1 大气透射率的计算步骤127

4.5.2 计算举例128

4.6 红外大气传输模型130

4.6.1 雾天气条件下红外传感器所接收的红外辐射能130

4.6.2 红外辐射大气衰减模型130

4.6.3 改进的红外辐射大气衰减模型131

4.6.4 路径辐射模型133

4.7 大气红外辐射传输计算软件介绍134

4.7.1 LOWTRAN134

4.7.2 MODTRAN功能简介136

4.7.3 CART软件功能简介141

4.8 本章小结146

第5章 红外辐射测量仪器及基本参数测量147

5.1 红外辐射测温147

5.1.1 辐射温度147

5.1.2 亮温度148

5.1.3 色温度148

5.2 红外辐射测量仪器149

5.2.1 单色仪149

5.2.2 光谱辐射计151

5.2.3 红外分光光度计152

5.2.4 傅里叶变换红外光谱仪154

5.2.5 多通道光谱仪156

5.3 基本辐射量的测量157

5.3.1 辐射亮度的测量157

5.3.2 辐射强度的测量158

5.3.3 总辐射通量的测量158

5.4 红外发射率测量161

5.4.1 量热法162

5.4.2 反射法164

5.4.3 能量法166

5.4.4 多波长法168

5.4.5 红外热像仪测量168

5.4.6 法向光谱发射率测量169

5.5 红外反射比测量172

5.5.1 反射比的定义173

5.5.2 积分球反射计175

5.6 红外吸收比和透射比测量179

5.7 本章小结180

参考文献182