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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 LOWTRAN 134

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