光电成像与遥感_2_3辐射基本规律.pptVIP

由于辐射的峰值波长λm满足λmT=2898（μm·K），因此最大对比度的波长λc与辐射峰值波长λm的关系满足 300K是通常地面背景的温度。其λc近似为8μm，所以，在不考虑其他因素的情况下，热像仪观察地面目标时，采用8～14μm波段最为理想。 辐射测温 　1.辐射温度 设有一物体的真实温度为T，发射率为ε(T)，辐射出射度为M(T)。当该物体的辐射出射度与某一温度的黑体辐射出射度相等时，这个黑体的温度就叫做该物体的辐射温度Tτ。由 　即　　　　　　　　　　　　　 　得　　　　　　　　　　　　 对于物体温度与周围环境物体温度相近的场合，考虑物体的反射环境辐射带来的影响是很有必要的，否则求得的真实温度T将是不正确的。 　2. 亮温度 　设有一个物体的真实温度为T，光谱发射率为ελ(T)，光谱辐射亮度为Lλ(T)。当该物体的光谱辐射亮度与某一温度的黑体的光谱辐射亮度相等时，这个黑体的温度就叫该物体的亮温度Tl。这时有 　　　　　　　　　　　　　　　 而 通常物体的亮温度用光学高温计测量，对应的波长是0.66μm。用维恩近似简化处理，得 　3. 色温度 设有一个物体的真实温度为T，在波长λ1和λ2处的光谱发射率分别为和，光谱辐射亮度分别和。当该物体在这两个波长处的光谱辐射亮度与某一温度的黑体的光谱辐射亮度相等时，这个黑体的温度就叫做该物体的色温度Ts（简称色温）。一般所选波长为λ1=0.47μm、λ2=0.66μm，分别用维恩近似表示，由定义有 将上面两式化简并取对数解出T，得 比色测温仪是通过测量物体两个（或三个）波段上的辐射亮度的比值来确定其温度的。它的工作原理与亮温测温仪截然不同。使用两个工作波段的比色测温仪又称为双色测温仪或二色测温仪。使用三个工作波段的称为三色测温仪。比色测温仪与亮温测温仪相比，突出的优点是： （1）亮温测温仪和全光谱测温仪（辐射温度测温仪）往往在被测物体的ε(T)已知的情况下才能使用，而比色测温仪则不然，只要物体的发射率随波长λ的变化相对缓慢（一般物体多是这样），就可以用色温度来测得接近物体表面的真实温度。特别是对于灰体，色温Ts就准确地反映了物体的真实温度T。 （2）由于亮度测温仪是通过测量物体的辐射来测温的，因此在测量时，辐射功率的部分损失（例如光学系统效率、被测物体与仪器之间介质吸收率的变化等）以及电子线路中放大倍数的变化等，都直接影响亮温度和辐射温度的测量。而上述因素对比色测温仪的色温测量则没有影响或影响很弱。这是因为比色测温仪的温度测量是取决于辐射功率之比的缘故。 * 定律三： 斯特番—波尔兹曼定律 　描述黑体全辐射出射度与温度关系的公式。 令 x = c2/λT 则 λ= c2/xT dλ=-(c2/x2T)dx (积分限λ:0～∞,则x:∞～0) 因为 所以 接上式 令 则 此公式为斯特番—波尔兹曼定律 其中 σ= 5.67032×10-8W·m-2·K-4 3.4 黑体辐射的计算 f(λT)表 称为相对光谱辐射出射度函数表，是某温度下、某波长上的辐射出射度Mλ和该温度下峰值波长处的辐射出射度Mλm之比。 即 根据普朗克公式 根据维恩最大发射本领定律 所以 知道一个λT值，就对应一个f(λT)值，即知道一个温度T，则在某波长处的辐射出射度Mλ为 这样即可查表得到Mλ，而不用普朗克公式计算了。 知道一个λT值，就对应一个f(λT)值，即知道一个温度T，则在某波长处的辐射出射度Mλ为 这样即可查表得到Mλ，而不用普朗克公式计算了。 F（λT）表 称为相对辐射出射度函数表（无“光谱”），是某温度下、某波段的辐射出射度M0～λ和该温度下全辐射出射度M0～∞之比。 将普朗克公式从0到某一波长λ积分，可得到从0到某波长λ的辐射出射度M0～λ 即 由斯特番-波尔兹曼定律