黑体辐射理论、黑体辐射理论以及红外微光探测理论的研究选编.docxVIP

长春理工大学红外材料与器件学科期末论文  PAGE \* MERGEFORMAT II 摘要 自然界一切温度都高于绝对零度的物体（物质）无不在每时每刻产生着红外辐射，且这种辐射都载有物体的特征信息。本文第一部分介绍了黑体和黑体辐射，讨论了黑体的辐射规律，即基尔霍夫辐射定律、维恩位移定律、瑞利—金斯公式、普朗克定律、斯蒂藩—玻尔兹曼定律；第二部分讨论了红外传输理论，即红外辐射在大气中传输时发生衰减的物理起因和余弦定律；第三部分介绍了微光及微光探测理论，主要解释了发射率和实际物体的辐射。 关键词：黑体 黑体辐射 黑体辐射 红外微光探测 目录 TOC \o 1-3 \u 摘要  PAGEREF _Toc18025 I 第一章 序言  PAGEREF _Toc21652 1 第二章 黑体辐射理论  PAGEREF _Toc15641 2 2.1黑体和黑体辐射  PAGEREF _Toc26539 2 2.2基尔霍夫辐射定律  PAGEREF _Toc9222 3 2.3维恩位移定律  PAGEREF _Toc16750 6 2.4瑞利—金斯公式  PAGEREF _Toc7608 9 2.5普朗克公式  PAGEREF _Toc10118 10 2.6 Stefan-Boltzmann定律  PAGEREF _Toc14729 11 第三章 红外传输理论  PAGEREF _Toc4846 13 3.1红外辐射在大气中的传输  PAGEREF _Toc16231 13 3.2Lambert定律  PAGEREF _Toc6959 13 第四章 红外与微光探测理论  PAGEREF _Toc681 16 4.1实际物体的辐射力  PAGEREF _Toc16503 16 4.2实际物体的定向辐射强度  PAGEREF _Toc15435 17 4.3物体发射率的一般变化规律  PAGEREF _Toc13129 18 4.4灰体的概念及其工程应用  PAGEREF _Toc12369 19 第五章 结论  PAGEREF _Toc28384 20 参考文献  PAGEREF _Toc16176 21  PAGE \* MERGEFORMAT 25 第一章 序言 自从英国天文学家赫谢耳（Herschel）在1800年发现红外线以来，随着红外辐射理论、红外探测器、红外光学以及红外探测及跟踪系统等的发展，红外技术在国民经济、国防和科学研究中得到了广泛的应用，已成为现代光电子技术的重要组成部分，受到世界各国的普遍关注。 其中???究热辐射的基本规律是红外物理的基本内容，本文首先讨论任意物体在热平衡条件下的辐射规律，即基尔霍夫定律。接着讨论黑体的辐射规律，即基尔霍夫辐射定律、维恩位移定律、瑞利—金斯公式、普朗克定律、斯蒂藩—玻尔兹曼定律。基尔霍夫定律是热辐射理论的基础之一。它不仅把物体的发射与吸收联系起来，而且好指出了一个好的吸收体必然是一个好的发射体。普朗克公式在近代物理发展中占有极其重要的地位。普朗克关于微观粒子能量不连续的假设，首先用于普朗克公示的推导上，并得到了与实验一致的结果，从而奠定了量子论的基础。维恩位移定律给出了黑体光辐射出射度的峰值所对应的峰值波长与黑体绝对温度T的关系表示式。斯蒂芬-玻尔兹曼定律给出了黑体全辐射出射度与温度的关系。[1] 红外辐射在大气中的传输问题一直受到人们的普遍重视。其中主要有三方面的研究人员对此比较关注：首先是分子光谱研究工作者，他们试图通过大气中出现的分子吸收光谱来研究分子结构与分子吸收和散射的机理；其次是大气物理工作者，他们希望把红外辐射通过大气的分子吸收光谱作为一种工具，借此研究大气中的许多物理量，如辐射热平衡、大气的热结构、大气的组成成分等等；最后是红外系统与天文工作者，他们关心的是被测目标所发出的红外辐射在大气中发生的变化，借助大气红外透过特性来考虑目标探测问题或考察星体的物理性质等。因此，了解红外辐射在大气中的传输特性，对于红外技术的应用是相当重要的。 但是，黑体只是一种理想化的物体，而实际物体的辐射与黑体的辐射有所不同。为了把黑体辐射定律推广到实际物体的辐射，引入了一个叫做发射率的物理量，来表征实际物体的辐射接近于黑体辐射的程度。所谓物体的发射率（也叫做比辐射率）是指该物体在指定温度T时的辐射量与同温度黑体的相应辐射量的比值。很明显此比值越大，表明该物体的辐射与黑体辐射越接近。并且，只要知道了某物体的发射率，利用黑体的基本辐射定律就可找到该物体的辐射规律，或可计算出其辐射量。  第二章 黑体辐射理论 2.1黑体和黑体辐射 当温度在0K以上时，任何