第二章微波遥感的基本原理ppt课件.ppt

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1、西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程章序章序章序章序讲授题目讲授题目讲授题目讲授题目学学学学时时时时主要内容主要内容主要内容主要内容第一章第一章第一章第一章绪论绪论绪论绪论4 4 4 4 方法方法方法方法分享分享分享分享、遥感的基本概念概念、研究内容、微波、遥感的基本概念概念、研究内容、微波、遥感的基本概念概念、研究内容、微波、遥感的基本概念概念、研究内容、微波遥感的优越性及其应用等。遥感的优越性及其应用等。遥感的优越性及其应用等。遥感的优越性及其应用等。第二章第二章第二章第

2、二章微波遥感的基微波遥感的基微波遥感的基微波遥感的基本原理本原理本原理本原理6 6 6 6 电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、电磁辐射及其性质、微波与物质相互作用的机理、微波遥感的技术基础。微波遥感的技术基础。微波遥感的技术基础。微波遥感的技术基础。第三章第三章第三章第三章微波遥感器微波遥感器微波遥感器微波遥感器12121212 微波遥感器（微波辐射计、雷达微波遥感器（微波辐射计、雷达微波遥感器（微波辐射计、雷达微波遥感器（微波辐射计、雷达(高度计高度计高度计高度计)、微波、微波、微波、微波散射计

3、、俯视雷达、微波全息雷达简介）介绍、了解散射计、俯视雷达、微波全息雷达简介）介绍、了解散射计、俯视雷达、微波全息雷达简介）介绍、了解散射计、俯视雷达、微波全息雷达简介）介绍、了解及微波遥感器的发展方向。及微波遥感器的发展方向。及微波遥感器的发展方向。及微波遥感器的发展方向。第四章第四章第四章第四章微波遥感的应微波遥感的应微波遥感的应微波遥感的应用用用用23232323 陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。陆地、海洋、大气微波遥感应用及其技术手段。第五章第五章第五章第五章课程及大作业课程及大作业课程及大作业

4、课程及大作业评议、讨论评议、讨论评议、讨论评议、讨论1 1 1 1 纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及纵横分析、资料分析、学习方法升华，作业及课堂课堂课堂课堂情况考核。情况考核。情况考核。情况考核。1西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第第2 2章章 微波遥感的基本原理微波遥感的基本原理 电磁辐射及其性质电磁辐射及其性质电磁辐射及其性质电磁辐射及其性质 微波与物质物质相互作用的机理微波与物质

5、物质相互作用的机理微波与物质物质相互作用的机理微波与物质物质相互作用的机理 微波遥感的技术基础微波遥感的技术基础微波遥感的技术基础微波遥感的技术基础 用真心和激情去演绎人生，用真情去拥抱生用真心和激情去演绎人生，用真情去拥抱生活，认认真真在活，认认真真在“探索与学习探索与学习”中走过人生中中走过人生中的每一步，在的每一步，在“探索与学习探索与学习”中不断发现自我、中不断发现自我、改变自我、超越自我！改变自我、超越自我！2西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2.1 2.1 电磁

6、辐射及其性质电磁辐射及其性质 一、电磁波基本特征一、电磁波基本特征一、电磁波基本特征一、电磁波基本特征 电磁波遥感器是利用电磁波探测和识别远距离目标的测量装电磁波遥感器是利用电磁波探测和识别远距离目标的测量装电磁波遥感器是利用电磁波探测和识别远距离目标的测量装电磁波遥感器是利用电磁波探测和识别远距离目标的测量装置（置（置（置（微波波段遥感器为微波遥感微波波段遥感器为微波遥感微波波段遥感器为微波遥感微波波段遥感器为微波遥感），在探测和传播电磁辐射过），在探测和传播电磁辐射过），在探测和传播电磁辐射过），在探测和传播电磁辐射过程中，电磁程中，电磁程中，电磁程中，电磁能量和性质能量和性质能量和性质能

7、量和性质的变化是电磁波与物质相互作用的主要的变化是电磁波与物质相互作用的主要的变化是电磁波与物质相互作用的主要的变化是电磁波与物质相互作用的主要特征，特征，特征，特征，也是人们识别目标的基本依据也是人们识别目标的基本依据也是人们识别目标的基本依据也是人们识别目标的基本依据。1 1、叠加原理、叠加原理、叠加原理、叠加原理 在大多数常见的介质中传播时，只要电磁波振幅的大小不在大多数常见的介质中传播时，只要电磁波振幅的大小不在大多数常见的介质中传播时，只要电磁波振幅的大小不在大多数常见的介质中传播时，只要电磁波振幅的大小不足以改变介质的性质，仍然遵守波的叠加原理。叠加原理适足以改变介质的性质，仍然遵

8、守波的叠加原理。叠加原理适足以改变介质的性质，仍然遵守波的叠加原理。叠加原理适足以改变介质的性质，仍然遵守波的叠加原理。叠加原理适用于遥感中所使用的各种电磁波用于遥感中所使用的各种电磁波用于遥感中所使用的各种电磁波用于遥感中所使用的各种电磁波(当然包括微波遥感当然包括微波遥感当然包括微波遥感当然包括微波遥感)。3西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2、相干性和非相干性、相干性和非相干性、相干性和非相干性、相干性和非相干性 由两个由两个由两个由两个(或两个以上或两个以上或两

9、个以上或两个以上)频率相同、振动方向相同、相位差恒频率相同、振动方向相同、相位差恒频率相同、振动方向相同、相位差恒频率相同、振动方向相同、相位差恒定的电磁波在空间叠加时，合成振幅为各个波的振幅的矢量定的电磁波在空间叠加时，合成振幅为各个波的振幅的矢量定的电磁波在空间叠加时，合成振幅为各个波的振幅的矢量定的电磁波在空间叠加时，合成振幅为各个波的振幅的矢量和，因此，会出现交叠区某些地方振动加强、某些地方掘动和，因此，会出现交叠区某些地方振动加强、某些地方掘动和，因此，会出现交叠区某些地方振动加强、某些地方掘动和，因此，会出现交叠区某些地方振动加强、某些地方掘动减弱或完全抵消的现象。这种现象称为干涉

10、。产生干涉现象减弱或完全抵消的现象。这种现象称为干涉。产生干涉现象减弱或完全抵消的现象。这种现象称为干涉。产生干涉现象减弱或完全抵消的现象。这种现象称为干涉。产生干涉现象的电磁波称为相干波或相干辐射。电波天线正是利用电磁波的电磁波称为相干波或相干辐射。电波天线正是利用电磁波的电磁波称为相干波或相干辐射。电波天线正是利用电磁波的电磁波称为相干波或相干辐射。电波天线正是利用电磁波的相干性制成的。如果两个波是非相干的，则叠加后的合成的相干性制成的。如果两个波是非相干的，则叠加后的合成的相干性制成的。如果两个波是非相干的，则叠加后的合成的相干性制成的。如果两个波是非相干的，则叠加后的合成波的振幅是各个

11、波的振幅的代数和，交叉区域不会出现振动波的振幅是各个波的振幅的代数和，交叉区域不会出现振动波的振幅是各个波的振幅的代数和，交叉区域不会出现振动波的振幅是各个波的振幅的代数和，交叉区域不会出现振动强弱交替的现象。强弱交替的现象。强弱交替的现象。强弱交替的现象。如果两个独同时投射到探如果两个独同时投射到探如果两个独同时投射到探如果两个独同时投射到探测器，其合成波的振幅为测器，其合成波的振幅为测器，其合成波的振幅为测器，其合成波的振幅为f(t)+g(t)f(t)+g(t)f(t)+g(t)f(t)+g(t)，则瞬时功率为，则瞬时功率为，则瞬时功率为，则瞬时功率为4西安电子科技大学西安电子科技大学 理

12、学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程5西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 一般来说，一般来说，一般来说，一般来说，凡是单色波都是相干的凡是单色波都是相干的凡是单色波都是相干的凡是单色波都是相干的。微波雷达发射的电磁波。微波雷达发射的电磁波。微波雷达发射的电磁波。微波雷达发射的电磁波和激光器产生的激光，和激光器产生的激光，和激光器产生的激光，和激光器产生的激光，从远处两个靠得较近的物体反射回来

13、的从远处两个靠得较近的物体反射回来的从远处两个靠得较近的物体反射回来的从远处两个靠得较近的物体反射回来的波是高度相干的波是高度相干的波是高度相干的波是高度相干的；因而用这类电磁波的遥感器进行成象时，获；因而用这类电磁波的遥感器进行成象时，获；因而用这类电磁波的遥感器进行成象时，获；因而用这类电磁波的遥感器进行成象时，获取的影象上有的地方可能没有接收到任何功率，有的地方功率取的影象上有的地方可能没有接收到任何功率，有的地方功率取的影象上有的地方可能没有接收到任何功率，有的地方功率取的影象上有的地方可能没有接收到任何功率，有的地方功率为平均反射功率的为平均反射功率的为平均反射功率的为平均反射功率的

14、4 4 4 4倍。倍。倍。倍。正因为波的相干性，微波雷达图象的象正因为波的相干性，微波雷达图象的象正因为波的相干性，微波雷达图象的象正因为波的相干性，微波雷达图象的象片上会出现颗粒状或斑点状的特征，这是一般非相干的可见光片上会出现颗粒状或斑点状的特征，这是一般非相干的可见光片上会出现颗粒状或斑点状的特征，这是一般非相干的可见光片上会出现颗粒状或斑点状的特征，这是一般非相干的可见光象片上所没有的，象片上所没有的，象片上所没有的，象片上所没有的，也是对解译很有意义的信息也是对解译很有意义的信息也是对解译很有意义的信息也是对解译很有意义的信息。3 3、衍射、衍射、衍射、衍射 遥感器所接收的遥感器所接

15、收的遥感器所接收的遥感器所接收的电磁辐射通量电磁辐射通量电磁辐射通量电磁辐射通量的方向、数量、性质成为远离的方向、数量、性质成为远离的方向、数量、性质成为远离的方向、数量、性质成为远离遥感器的目标存在的根据遥感器的目标存在的根据遥感器的目标存在的根据遥感器的目标存在的根据(与通信中差别的地方与通信中差别的地方与通信中差别的地方与通信中差别的地方)。测量目标。测量目标。测量目标。测量目标辐辐辐辐射通量射通量射通量射通量的方向和性质时，必须考虑电磁彼衍射效应的影响，当的方向和性质时，必须考虑电磁彼衍射效应的影响，当的方向和性质时，必须考虑电磁彼衍射效应的影响，当的方向和性质时，必须考虑电磁彼衍射效

16、应的影响，当电磁波电磁波电磁波电磁波到达遥感天线孔径被切割或截获到达遥感天线孔径被切割或截获到达遥感天线孔径被切割或截获到达遥感天线孔径被切割或截获时要发生衍射。时要发生衍射。时要发生衍射。时要发生衍射。6西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 极化现象是横波所特有的。所谓电磁波的极化，是指场强极化现象是横波所特有的。所谓电磁波的极化，是指场强极化现象是横波所特有的。所谓电磁波的极化，是指场强极化现象是横波所特有的。所谓电磁波的极化，是指场强随随随随时间变化的方式时间变化的方式

17、时间变化的方式时间变化的方式。一般用。一般用。一般用。一般用E E E E的矢端在空间描出来的轨迹来表示。的矢端在空间描出来的轨迹来表示。的矢端在空间描出来的轨迹来表示。的矢端在空间描出来的轨迹来表示。按此轨迹为直线、圆、椭圆而分别称为线极化、圆极化和椭圆按此轨迹为直线、圆、椭圆而分别称为线极化、圆极化和椭圆按此轨迹为直线、圆、椭圆而分别称为线极化、圆极化和椭圆按此轨迹为直线、圆、椭圆而分别称为线极化、圆极化和椭圆极化。极化。极化。极化。4 4、极化、极化、极化、极化垂直参考面为水平极化垂直参考面为水平极化垂直参考面为水平极化垂直参考面为水平极化参考平面内为垂直极化参考平面内为垂直极化参考平面

18、内为垂直极化参考平面内为垂直极化 面微波天线却很容易做成单一极化方向，面微波天线却很容易做成单一极化方向，面微波天线却很容易做成单一极化方向，面微波天线却很容易做成单一极化方向，所以观测和分所以观测和分所以观测和分所以观测和分析微波的极化和极化的变化会增加微波遥感所获得的信息量，析微波的极化和极化的变化会增加微波遥感所获得的信息量，析微波的极化和极化的变化会增加微波遥感所获得的信息量，析微波的极化和极化的变化会增加微波遥感所获得的信息量，可以作为鉴别目标的一种重要手段可以作为鉴别目标的一种重要手段可以作为鉴别目标的一种重要手段可以作为鉴别目标的一种重要手段。例如，用微波辐射计测。例如，用微波辐

19、射计测。例如，用微波辐射计测。例如，用微波辐射计测量量量量1 1 1 141GHz41GHz41GHz41GHz、8.36GHz8.36GHz8.36GHz8.36GHz、19.34GHz19.34GHz19.34GHz19.34GHz三个频率上的海面亮度温三个频率上的海面亮度温三个频率上的海面亮度温三个频率上的海面亮度温度时发现，当入射角为度时发现，当入射角为度时发现，当入射角为度时发现，当入射角为55555555度时，海面风速对垂直极化的亮度度时，海面风速对垂直极化的亮度度时，海面风速对垂直极化的亮度度时，海面风速对垂直极化的亮度温度没有贡献，而水平极化的亮度温度却随风速增加面增加。温度没

20、有贡献，而水平极化的亮度温度却随风速增加面增加。温度没有贡献，而水平极化的亮度温度却随风速增加面增加。温度没有贡献，而水平极化的亮度温度却随风速增加面增加。在在在在19.34GHz19.34GHz19.34GHz19.34GHz，风速每增加，风速每增加，风速每增加，风速每增加1m1m1m1ms s s s，水平极化的亮度湿度增加，水平极化的亮度湿度增加，水平极化的亮度湿度增加，水平极化的亮度湿度增加约约约约1.1K1.1K1.1K1.1K。7西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过

21、程5 5、多普勒效应、多普勒效应、多普勒效应、多普勒效应 微波遥感中可以利用多普勒效应信息判断目标运动状态微波遥感中可以利用多普勒效应信息判断目标运动状态微波遥感中可以利用多普勒效应信息判断目标运动状态微波遥感中可以利用多普勒效应信息判断目标运动状态和运动速度。和运动速度。和运动速度。和运动速度。(随机介质中的波传播随机介质中的波传播随机介质中的波传播随机介质中的波传播139139139139页页页页)8西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、物质的电磁辐射（基本物理过程）二

22、、物质的电磁辐射（基本物理过程）二、物质的电磁辐射（基本物理过程）二、物质的电磁辐射（基本物理过程）电磁辐射源一般有人工电磁射源和天然辐射源两种。雷达电磁辐射源一般有人工电磁射源和天然辐射源两种。雷达电磁辐射源一般有人工电磁射源和天然辐射源两种。雷达电磁辐射源一般有人工电磁射源和天然辐射源两种。雷达发射机就是一种人工电磁辐射源。太阳和地球是天然辐射源，发射机就是一种人工电磁辐射源。太阳和地球是天然辐射源，发射机就是一种人工电磁辐射源。太阳和地球是天然辐射源，发射机就是一种人工电磁辐射源。太阳和地球是天然辐射源，它们是遥感情息的重要提供者它们是遥感情息的重要提供者它们是遥感情息的重要提供者它们是

23、遥感情息的重要提供者。地面物体反射的电磁波主要。地面物体反射的电磁波主要。地面物体反射的电磁波主要。地面物体反射的电磁波主要来自太阳。地面物体自身发射的电磁波也与太阳有关。地球来自太阳。地面物体自身发射的电磁波也与太阳有关。地球来自太阳。地面物体自身发射的电磁波也与太阳有关。地球来自太阳。地面物体自身发射的电磁波也与太阳有关。地球的电磁辐射与其所具有的热能有关，是一种热辐射。地球的的电磁辐射与其所具有的热能有关，是一种热辐射。地球的的电磁辐射与其所具有的热能有关，是一种热辐射。地球的的电磁辐射与其所具有的热能有关，是一种热辐射。地球的热源：表层主要吸收太阳能量，平均温度大约热源：表层主要吸收太

24、阳能量，平均温度大约热源：表层主要吸收太阳能量，平均温度大约热源：表层主要吸收太阳能量，平均温度大约300K300K300K300K，常温层，常温层，常温层，常温层以下主要由地热补给，受地热层温级控制。地一面切物体都以下主要由地热补给，受地热层温级控制。地一面切物体都以下主要由地热补给，受地热层温级控制。地一面切物体都以下主要由地热补给，受地热层温级控制。地一面切物体都能是电磁波辐射源，能是电磁波辐射源，能是电磁波辐射源，能是电磁波辐射源，但与其本身的电磁性质有关但与其本身的电磁性质有关但与其本身的电磁性质有关但与其本身的电磁性质有关。当构成物质的原于或分子受到光和热等作用时，电子能级、当构成

25、物质的原于或分子受到光和热等作用时，电子能级、当构成物质的原于或分子受到光和热等作用时，电子能级、当构成物质的原于或分子受到光和热等作用时，电子能级、振动能级或转功能级的跃迁、物质的这种内部状态的变化会发振动能级或转功能级的跃迁、物质的这种内部状态的变化会发振动能级或转功能级的跃迁、物质的这种内部状态的变化会发振动能级或转功能级的跃迁、物质的这种内部状态的变化会发射很宽频带内的各种电磁辐射，也能吸收和散射照射在它上面射很宽频带内的各种电磁辐射，也能吸收和散射照射在它上面射很宽频带内的各种电磁辐射，也能吸收和散射照射在它上面射很宽频带内的各种电磁辐射，也能吸收和散射照射在它上面的电磁辐射。的电磁

26、辐射。的电磁辐射。的电磁辐射。9西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 当没有外界能量刺激时，物质内部微现粒子的运动主要表当没有外界能量刺激时，物质内部微现粒子的运动主要表当没有外界能量刺激时，物质内部微现粒子的运动主要表当没有外界能量刺激时，物质内部微现粒子的运动主要表现为三种形式，现为三种形式，现为三种形式，现为三种形式，即电子绕核运动、原子核在平衡位置上振动和即电子绕核运动、原子核在平衡位置上振动和即电子绕核运动、原子核在平衡位置上振动和即电子绕核运动、原子核在平衡位置上

27、振动和分子以其质量中心为的的转动，而这些运动状态是稳定的，具分子以其质量中心为的的转动，而这些运动状态是稳定的，具分子以其质量中心为的的转动，而这些运动状态是稳定的，具分子以其质量中心为的的转动，而这些运动状态是稳定的，具有一定的能量有一定的能量有一定的能量有一定的能量h(hh(hh(hh(h为普朗克常数，为普朗克常数，为普朗克常数，为普朗克常数，为频率为频率为频率为频率)，并且该能量并，并且该能量并，并且该能量并，并且该能量并不因电子、原子、分子不停地运动有所衰减不因电子、原子、分子不停地运动有所衰减不因电子、原子、分子不停地运动有所衰减不因电子、原子、分子不停地运动有所衰减。当有外来刺激，

28、。当有外来刺激，。当有外来刺激，。当有外来刺激，如与其他粒子碰撞或在电磁辐射场中被照射而吸收足够外来能如与其他粒子碰撞或在电磁辐射场中被照射而吸收足够外来能如与其他粒子碰撞或在电磁辐射场中被照射而吸收足够外来能如与其他粒子碰撞或在电磁辐射场中被照射而吸收足够外来能量时，它就会改变原来的运动状态而从低能级的基态轨道跃迁量时，它就会改变原来的运动状态而从低能级的基态轨道跃迁量时，它就会改变原来的运动状态而从低能级的基态轨道跃迁量时，它就会改变原来的运动状态而从低能级的基态轨道跃迁列更高能级的激发状态轨道上去并具有能量为列更高能级的激发状态轨道上去并具有能量为列更高能级的激发状态轨道上去并具有能量为

29、列更高能级的激发状态轨道上去并具有能量为nhnhnhnh 。处于激。处于激。处于激。处于激发态的粒子是十分不稳定的，发态的粒子是十分不稳定的，发态的粒子是十分不稳定的，发态的粒子是十分不稳定的，一般在一般在一般在一般在101010108 8 8 8秒内就要基态转化，秒内就要基态转化，秒内就要基态转化，秒内就要基态转化，或者与另一个粒子碰撞，将能量传递给它而不产生电磁辐射，或者与另一个粒子碰撞，将能量传递给它而不产生电磁辐射，或者与另一个粒子碰撞，将能量传递给它而不产生电磁辐射，或者与另一个粒子碰撞，将能量传递给它而不产生电磁辐射，或者向下跃迁到一个较低的能级，以光子的形式释放出多余的或者向下跃

30、迁到一个较低的能级，以光子的形式释放出多余的或者向下跃迁到一个较低的能级，以光子的形式释放出多余的或者向下跃迁到一个较低的能级，以光子的形式释放出多余的能量能量能量能量E Eh h h h，向外发射电磁辐射。，向外发射电磁辐射。，向外发射电磁辐射。，向外发射电磁辐射。10西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 E E不同，辐射的光子频率也不同，不同，辐射的光子频率也不同，不同，辐射的光子频率也不同，不同，辐射的光子频率也不同，E E为为为为1-20eV1-20eV1-20eV1

31、-20eV时，可产时，可产时，可产时，可产生波长为生波长为生波长为生波长为0.2-1.00.2-1.00.2-1.00.2-1.0mm的辐射，的辐射，的辐射，的辐射，E E为为为为为为为为0.05-10.05-10.05-10.05-10eV0eV0eV0eV时，可产时，可产时，可产时，可产生波长为生波长为生波长为生波长为1-251-251-251-25mm的的的的辐射，辐射，辐射，辐射，E E为为为为0.03-0.05eV0.03-0.05eV0.03-0.05eV0.03-0.05eV时，可产生波时，可产生波时，可产生波时，可产生波长为长为长为长为25-30025-30025-30025-

32、300mm的辐射；能量再低也可辐射少量微波。不同的的辐射；能量再低也可辐射少量微波。不同的的辐射；能量再低也可辐射少量微波。不同的的辐射；能量再低也可辐射少量微波。不同的物质，其发射、吸收和散射电磁辐射的能力是不同的，电磁辐物质，其发射、吸收和散射电磁辐射的能力是不同的，电磁辐物质，其发射、吸收和散射电磁辐射的能力是不同的，电磁辐物质，其发射、吸收和散射电磁辐射的能力是不同的，电磁辐射的频率、极化和电磁能量随入射角变化的关系，因不同的物射的频率、极化和电磁能量随入射角变化的关系，因不同的物射的频率、极化和电磁能量随入射角变化的关系，因不同的物射的频率、极化和电磁能量随入射角变化的关系，因不同的

33、物质而异。质而异。质而异。质而异。这种差异，既与物质表面和其内部的几何结构有关，这种差异，既与物质表面和其内部的几何结构有关，这种差异，既与物质表面和其内部的几何结构有关，这种差异，既与物质表面和其内部的几何结构有关，又与物质本身的介电常数和温度的空间分布有关。正是基于这又与物质本身的介电常数和温度的空间分布有关。正是基于这又与物质本身的介电常数和温度的空间分布有关。正是基于这又与物质本身的介电常数和温度的空间分布有关。正是基于这种差异，才有可能达到遥感不同物体的目的。种差异，才有可能达到遥感不同物体的目的。种差异，才有可能达到遥感不同物体的目的。种差异，才有可能达到遥感不同物体的目的。11西

34、安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程物质内部不同运动状态对应的电磁辐射物质内部不同运动状态对应的电磁辐射物质内部不同运动状态对应的电磁辐射物质内部不同运动状态对应的电磁辐射12西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三、黑体及黑体辐射定律三、黑体及黑体辐射定律三、黑体及黑体辐射定律三、黑体及黑体辐射定律热辐射理想化模型热辐射理想化模型热辐射理想化模型热辐射理想化模

35、型 能够全部吸收外来的一切频率的电磁辐射而无反射和透射能够全部吸收外来的一切频率的电磁辐射而无反射和透射能够全部吸收外来的一切频率的电磁辐射而无反射和透射能够全部吸收外来的一切频率的电磁辐射而无反射和透射的理想吸收体；也是在热力学允许的范围内能够最大限度地将的理想吸收体；也是在热力学允许的范围内能够最大限度地将的理想吸收体；也是在热力学允许的范围内能够最大限度地将的理想吸收体；也是在热力学允许的范围内能够最大限度地将其热能转变成电磁辐射能，即一切温度下发射出最大电磁幅射其热能转变成电磁辐射能，即一切温度下发射出最大电磁幅射其热能转变成电磁辐射能，即一切温度下发射出最大电磁幅射其热能转变成电磁辐

36、射能，即一切温度下发射出最大电磁幅射的理想发射体。黑体的热辐射仅仅由它的温度决定，而与材料的理想发射体。黑体的热辐射仅仅由它的温度决定，而与材料的理想发射体。黑体的热辐射仅仅由它的温度决定，而与材料的理想发射体。黑体的热辐射仅仅由它的温度决定，而与材料的性质无关。的性质无关。的性质无关。的性质无关。煤烟煤烟吸收约99%1 1、黑体及黑体辐射、黑体及黑体辐射、黑体及黑体辐射、黑体及黑体辐射黑体吸收模型黑体吸收模型黑体吸收模型黑体吸收模型加热到某一温加热到某一温加热到某一温加热到某一温度时成为理想度时成为理想度时成为理想度时成为理想热辐射器模型热辐射器模型热辐射器模型热辐射器模型13西安电子科技大

37、学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程单色辐出度单色辐出度单色辐出度单色辐出度描述物体热辐射描述物体热辐射描述物体热辐射描述物体热辐射能能能能按按按按波长分布规律波长分布规律波长分布规律波长分布规律的物理量的物理量的物理量的物理量 一定温度一定温度一定温度一定温度 T T 下，物体下，物体下，物体下，物体单位单位单位单位(表表表表)面积元在单位时间面积元在单位时间面积元在单位时间面积元在单位时间内内内内 发射发射发射发射的波长在的波长在的波长在的波长在 +d+d 内的辐射能内的辐射能内的辐射

38、能内的辐射能 d dMM 与波长间隔与波长间隔与波长间隔与波长间隔 d d 的比值的比值的比值的比值辐出度辐出度辐出度辐出度 物体物体物体物体 在一定温度在一定温度在一定温度在一定温度(T T)下下下下 单位表面积在单位时间内辐射出的单位表面积在单位时间内辐射出的单位表面积在单位时间内辐射出的单位表面积在单位时间内辐射出的总的辐射能总的辐射能总的辐射能总的辐射能(一定温度下单位表面积单位时间内辐射出的各种一定温度下单位表面积单位时间内辐射出的各种一定温度下单位表面积单位时间内辐射出的各种一定温度下单位表面积单位时间内辐射出的各种波长的能量之和波长的能量之和波长的能量之和波长的能量之和)，为辐出

39、度，为辐出度，为辐出度，为辐出度 14西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2、辐射量（描述辐射特性的术语）、辐射量（描述辐射特性的术语）、辐射量（描述辐射特性的术语）、辐射量（描述辐射特性的术语）遥感器的主要作用就是测量各种电磁辐射。微波辐射测量遥感器的主要作用就是测量各种电磁辐射。微波辐射测量遥感器的主要作用就是测量各种电磁辐射。微波辐射测量遥感器的主要作用就是测量各种电磁辐射。微波辐射测量中表示各种辐射量的术语、符号和单位是从微波工程的观点中表示各种辐射量的术语、符号

40、和单位是从微波工程的观点中表示各种辐射量的术语、符号和单位是从微波工程的观点中表示各种辐射量的术语、符号和单位是从微波工程的观点选取的，与光学、红外物理所采用的不尽相向。选取的，与光学、红外物理所采用的不尽相向。选取的，与光学、红外物理所采用的不尽相向。选取的，与光学、红外物理所采用的不尽相向。15西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 按照辐射源对观测点所张的立体角与遥感器接收天线的主按照辐射源对观测点所张的立体角与遥感器接收天线的主按照辐射源对观测点所张的立体角与遥感器接收

41、天线的主按照辐射源对观测点所张的立体角与遥感器接收天线的主波束立体角的关系，一般将辐射源分成点源和面源两类。凡辐波束立体角的关系，一般将辐射源分成点源和面源两类。凡辐波束立体角的关系，一般将辐射源分成点源和面源两类。凡辐波束立体角的关系，一般将辐射源分成点源和面源两类。凡辐射体所张的立体角小于接收天线的主波束立体角，该辐射体被射体所张的立体角小于接收天线的主波束立体角，该辐射体被射体所张的立体角小于接收天线的主波束立体角，该辐射体被射体所张的立体角小于接收天线的主波束立体角，该辐射体被认为是点源，反之，该辐射体就被认为是面源。例如，辐射体认为是点源，反之，该辐射体就被认为是面源。例如，辐射体认

42、为是点源，反之，该辐射体就被认为是面源。例如，辐射体认为是点源，反之，该辐射体就被认为是面源。例如，辐射体是一发射天线，尽管它是存一定孔径面积的面辐射源，但只要是一发射天线，尽管它是存一定孔径面积的面辐射源，但只要是一发射天线，尽管它是存一定孔径面积的面辐射源，但只要是一发射天线，尽管它是存一定孔径面积的面辐射源，但只要观测距离足够远，它可以认为是具有方向性的点辐射源。观测距离足够远，它可以认为是具有方向性的点辐射源。观测距离足够远，它可以认为是具有方向性的点辐射源。观测距离足够远，它可以认为是具有方向性的点辐射源。辐射强度是描述点源辐射特性的辐射量，是点辐射源在某辐射强度是描述点源辐射特性的

43、辐射量，是点辐射源在某辐射强度是描述点源辐射特性的辐射量，是点辐射源在某辐射强度是描述点源辐射特性的辐射量，是点辐射源在某一方向上通过单位立体角的辐射功率（一方向上通过单位立体角的辐射功率（一方向上通过单位立体角的辐射功率（一方向上通过单位立体角的辐射功率（或者单位时间通过单位或者单位时间通过单位或者单位时间通过单位或者单位时间通过单位立体角对应的球面的能量立体角对应的球面的能量立体角对应的球面的能量立体角对应的球面的能量）。）。）。）。16西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过

44、程 亮度是描述面源辐射特性的辐射量，它是面辐射源在某亮度是描述面源辐射特性的辐射量，它是面辐射源在某亮度是描述面源辐射特性的辐射量，它是面辐射源在某亮度是描述面源辐射特性的辐射量，它是面辐射源在某一方向上的单位投影面积在单位立体角内的辐射功率。一方向上的单位投影面积在单位立体角内的辐射功率。一方向上的单位投影面积在单位立体角内的辐射功率。一方向上的单位投影面积在单位立体角内的辐射功率。17西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 物体的电磁辐射，不仅与其温度有关，而且也与电磁辐射

45、的物体的电磁辐射，不仅与其温度有关，而且也与电磁辐射的物体的电磁辐射，不仅与其温度有关，而且也与电磁辐射的物体的电磁辐射，不仅与其温度有关，而且也与电磁辐射的频率或波长有关。也就是说，在一定温度下，物体发射出各种不频率或波长有关。也就是说，在一定温度下，物体发射出各种不频率或波长有关。也就是说，在一定温度下，物体发射出各种不频率或波长有关。也就是说，在一定温度下，物体发射出各种不同频率的电磁辐射，而不同频率电磁辐射的辐射能是不相同的。同频率的电磁辐射，而不同频率电磁辐射的辐射能是不相同的。同频率的电磁辐射，而不同频率电磁辐射的辐射能是不相同的。同频率的电磁辐射，而不同频率电磁辐射的辐射能是不相

46、同的。由于任何传感器都具有一定的频带宽度，它所接收到的辐射能是由于任何传感器都具有一定的频带宽度，它所接收到的辐射能是由于任何传感器都具有一定的频带宽度，它所接收到的辐射能是由于任何传感器都具有一定的频带宽度，它所接收到的辐射能是该带宽内辐射能的总和。为了求出一定带宽内接收到的总辐射能该带宽内辐射能的总和。为了求出一定带宽内接收到的总辐射能该带宽内辐射能的总和。为了求出一定带宽内接收到的总辐射能该带宽内辐射能的总和。为了求出一定带宽内接收到的总辐射能量，必须知道辐射能在各个频率或波长上的分布情况，由此需导量，必须知道辐射能在各个频率或波长上的分布情况，由此需导量，必须知道辐射能在各个频率或波长

47、上的分布情况，由此需导量，必须知道辐射能在各个频率或波长上的分布情况，由此需导出单位带宽或单位波长间隔内的辐射量，称之为谱辐射量。例如出单位带宽或单位波长间隔内的辐射量，称之为谱辐射量。例如出单位带宽或单位波长间隔内的辐射量，称之为谱辐射量。例如出单位带宽或单位波长间隔内的辐射量，称之为谱辐射量。例如谱功率为谱功率为谱功率为谱功率为18西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3 3、黑体辐射定律、黑体辐射定律、黑体辐射定律、黑体辐射定律19西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院

48、理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程20西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程21西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程22西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表明

49、：黑体表面在单位立体表明：黑体表面在单位立体表明：黑体表面在单位立体表明：黑体表面在单位立体角内，每单位带宽所产生的角内，每单位带宽所产生的角内，每单位带宽所产生的角内，每单位带宽所产生的辐射通量密度或亮度仅仅是辐射通量密度或亮度仅仅是辐射通量密度或亮度仅仅是辐射通量密度或亮度仅仅是频率频率频率频率(或波长或波长或波长或波长)和温度的函数，和温度的函数，和温度的函数，和温度的函数，而与方向和位置无关。而与方向和位置无关。而与方向和位置无关。而与方向和位置无关。23西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引

50、起不同程度的病理生理过程1)1)1)1)整个整个整个整个谱亮度谱亮度谱亮度谱亮度曲线随曲线随曲线随曲线随着温度着温度着温度着温度T T T T增大二增大二增大二增大二上升。上升。上升。上升。(2)(2)(2)(2)对应对应对应对应于于于于B B B Bb b b b(f)(f)(f)(f)最大值最大值最大值最大值的频率的频率的频率的频率也随温也随温也随温也随温度度度度T T T T而增而增而增而增高。高。高。高。24西安电子科技大学西安电子科技大学 理学院理学院病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程25西安电子科技大学西安