大氣遙感ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 02:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 括輻射、吸收、反射和投射）稱為電磁輻射。 27 Electromagic wave 28 ?五、電磁波的特性： 電磁波是橫波 在真空中以光速傳播 電磁波具有波粒二相性： 波動性：表現(xiàn)在電磁輻射以波動方式在大氣中傳播，并發(fā)生 反射、折射、衍射和偏振 等效應。也就是說電磁波是以波動的形式在空間傳播，因此具有波動性。 粒子性：電磁波是由密集的光電子微粒組成的，電磁輻射的實質(zhì)是光子微粒的有規(guī)律的運動。電磁波的粒子性使得電磁輻射的能量具有統(tǒng)計性。表現(xiàn)在電磁輻射過程、吸收過程發(fā)生的 氣體輻射譜線和吸收譜線、光電效應 等。 波粒二相性的程度與電磁波的 波長 有關(guān)： 波長越短，輻射的粒子性越明顯；波長越長，輻射的波動性越明顯。 這種雙重特性實際正是電磁輻射本質(zhì)在不同方面的表現(xiàn)。 29 輻射的物理本質(zhì) 自然界一切物體都時刻不停地以 電磁波 （電 場和磁場的交變波動）的形式向四周傳遞能 量，同時也接收外界投射來的電磁波，這種 能量傳遞的方式 稱為 輻射 。 以這種方式傳遞的能量，稱為 輻射能 。 30 輻射產(chǎn)生的原因 ? 光輻射 依靠入射光補充能量而導致的輻射（如夜光等） ? 電輻射 依靠放電補充能量而導致的輻射（如日光燈等） ? 化學輻射 依靠化學反應補充能量而導致的發(fā)光 ? 熱輻射 物體因吸收外界的熱量或減少本身的內(nèi)能而產(chǎn)生的輻射，也稱為溫度輻射 31 ?在物理學中，直接把輻射作為電磁波 ?每份能量的輻射稱為光子。每個光子的能量 為 為輻射頻率，以 S－ 1為單位， h為 Planck常數(shù)， h＝ *1034JS。 在真空中 以 光速 c傳播 c＝ *108ms－ 1 32 ? 頻率 與波長 之間的關(guān)系： ? 習慣上常用 微米 μm(1μm＝ 104cm)來表示太陽輻射的波長；其他的單位，如 納米 nm（ 1nm＝ 107cm＝103μm）和 埃米 197。（ 1197。＝ 104μm）也經(jīng)常使用，特別是用于紫外輻射。 ? 頻率單位通常使用 GHz， 1GHz＝ 109Hz，因此，1cm相當于 30GHz。 ? 波長的倒數(shù)稱為 波數(shù) n，表示單位距離內(nèi)波的數(shù)目，常以 cm－ 1為單位，習慣上常用波數(shù) n來描述紅外輻射特征，它的定義是： ? 因此， 一個光子的能量與輻射的波長成反比，光子的輻射頻率和相應的能量與波數(shù)成正比。 33 ? 不同波長的電磁波具有不同的物理性質(zhì)，因此我們可以按波長或頻率來區(qū)分輻射，確定相應的名稱，它們共同組成了電磁波的頻譜。 34 ? 人眼視網(wǎng)膜敏感區(qū)相應的電磁波，稱為 可見光區(qū) 。在可見光區(qū)還可以分成幾個次波段，它們具有不同的顏色： 紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫 35 電磁波譜 紫外線： uvA： 微米 uvB： uvC： near uv： Middle uv: far uv： extreme uv： 紅外線：近紅外： 遠紅外： 長短波（太陽輻射與地球輻射光譜不重疊）分界： 4微米 36 37 立體角 定義 錐體所攔截的球面積 σ 與半徑 r的平方之比，單位為球面度 sr， 為一無量綱量 。 如：對表面積為 4π r2的球， 它的立體角為 4π sr。 2r???38 立體角 ?以發(fā)射體為中心的球坐標中，立體角定義為： ? 是極坐標中的天頂角 [0， 90] ? 是方位角 [0,360] ? ? ? ?sind r d r d? ? ? ??2 sindd d dr? ? ? ?? ? ?39 輻射能量 Q 電磁輻射是具有能量的，它表現(xiàn)在： ? 使被輻照的物體溫度升高 ? 改變物體的內(nèi)部狀態(tài) ? 使帶電物體受力而運動 …… 輻射能量（ Q）的單位是焦耳（ J） 常用輻射量 40 輻射通量 (radiant flux) Φ 在單位時間內(nèi)通過的輻射能量稱為輻射通量： Φ=?Q/ ?t 輻射通量（ Φ）的 單位是瓦特 =焦耳 /秒（ W=J/S） 41 輻射通量密度 (irradiance) E、 (radiant exitance) M 單位面積上的輻射通量稱為輻射通量密度：
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