基本概念

通过单位面积的辐射通量,SI单位为 。等于包含有考虑的位点在内的无限小面积元上照射的辐射通量或辐射功率P除以此面积元的面积( 。当在考虑的面积上的辐射功率为常数时,可简化成: 。其SI制单位为 。对于不被靶物及其环境所散射或反射的垂直入射的平行光束而言,它和积分通量功率相当。

辐射通量密度的峰值维恩位移定律描述辐射能量峰值波长随温度升高向短波长的方向偏移,它表明高温地物发射波长较短的电磁波,如火山喷溢出的熔岩流发射红光(波长介于600―700nm);低温地物发射波长较长的电磁波;而介于两者之间的常温地物,如地物在绝对温度为290K时,则发射峰值波长为10μm的热红外线。因此,维思位移定律将有助于对所要探测的目标,选择传感器的最佳工作波段。

斯蒂芬-波尔兹曼定律指出黑体辐射通量与其绝对温度四次方成正比:

地物的发射率上述斯蒂芬济尔兹曼定律、维恩位移定律只适用于黑体辐射。但是在自然界中黑体辐射是不存在的,我们所见到的是一般地物,而一般地物的辐射要比黑体辐射小。如果利用黑体辐射的有关公式,则需增加一个因子,这个因子就是波谱比辐射率 。所谓地物的波谱比辐射率是指地物单位面积上辐射通量 与同一温度下同面积黑体辐射通量 之比值。即

一般地物波谱比辐射率不仅与地面种类、表面状态、温度等有关,而且还与波长有关。因此,按波谱比辐射率与波长的不同关系,可以把辐射源分成三类。

①黑体或绝对黑体,其 不随波长变化。

②灰体,其 =常数