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第03讲地物电磁波发射特性
第1页，共59页，2022年，5月20日，2点52分，星期六
一、电磁波的概念
二、电磁波的产生
三、电磁波的基本性质
四、电磁波谱
内容回顾
第2页，共59页，2022年，5月20日，2点52分（h=×10-34 W·s2）；
K ： 波耳兹曼常数（k=×10-23 W·s/K）；
λ ： 波长，单位为μm ；
c ： 光速，3×108 m/s；
T ： 黑体的绝对温度，单位为K。
普朗克公式
3、黑体辐射规律
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上式可看出：Wλ与T和辐射能量的波长λ有关。
λ小、
以T为第一变量、λ为第二变量可在直角平面坐标系中绘出Wλ与T、λ的关系曲线，该曲线也叫做黑体的波谱辐射曲线。
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3、黑体辐射规律
波长（微米）
分光谱辐射通量密度




0 2 4 6 8 10 12 14
Wλ大；
T高，
Wλ大。
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得到从1cm2的面积上黑体辐射到半球空间中的总辐射通量密度W为：W =σT4 σ：斯帝芬—玻耳兹曼常数
结论：
黑体的总辐射通量密度与其绝对温度的4次方成正比，即温度愈高，黑体辐射的能量愈大，被遥感器记录的能力也愈大；反之亦然。
将普朗克公式对λ从零到无穷大进行积分可得
（1）斯帝芬—玻耳兹曼定律
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遥感应用：
不同温度的物体具有不同的辐射能量，记录它们的辐射能量差别就为区别它们提供了基础。
这为在遥感图像上识别不同温度的物体提供了基础。
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波长（微米）
分光谱辐射通量密度




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（1）斯帝芬—玻耳兹曼定律
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对普朗克公式微分并求极值：
（2）维恩位移定律
λmax·T = μm●K＝常数
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从 λmax·T=常数 可得结论：
★ 黑体辐射能量的主波长λmax（峰值波长）与温度成反比
★ 黑体辐射能量主要集中在λmax附近
★ 不同黑体的辐射通量密度在其λmax处差别最大
举例：
◇ 铁块加热后逐渐变热
继续加热铁块变红
λmax发生了向左的偏移
◇ 蓝火焰与红火焰相比谁的温度高？
（2）维恩位移定律
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---发射红外、热红外光
---发射红光
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（2）维恩位移定律
应用启示：
★为很好的记录黑体的辐射特性，应选择在其λmax附近为好，因而在设计遥感器通道时应以记录黑体的λmax为参考。
维恩位移定律为识别特定物体而设计传感器响应波段提供了理论基础。
★分波段记录时（因在λmax附近），温度高的黑体，其影像呈亮色调。
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每根曲线互不相交，温度越高，黑体在所有波长处的Wλ也越大。
表明：不同温度的黑（物）体，在任何波长处的辐射通量密度都是有所区别的，因而在分波段记录的遥感图像上，黑（物）体影像之间都是有色调或色彩差别的，也就是说它们是可区别的。
波长（微米）
分光谱辐射通量密度
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（3）
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三、太阳辐射
1、太阳和太阳常数
2、太阳光谱
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太阳基本物理参数
半径:      696295 千米
质量:      ×1030 千克温度: