红外物理与核心技术参考答案

习 题 参 考 答 案

如下为各章习题解析要点：

第1章

1-2

（1）太阳七色光热效应；绝对零度。

（2）是很大数值，不能直接测量；测得频率数值精度普通比测得波长数值精度低。 （3）0.75~1000μm；10。

（4）8~12μm或8~14μm；3~5μm。 （5）局部充血，皮温上升。 （6）电阻值；热点。

1-3 红外辐射波长范畴是0.75~1000μm，跨过大概10个倍频程，依照红外辐射在地球大气层中传播特性，把整个红外辐射光谱区按波长分为四个波段：近红外波段（波长0.75~3μm）；中红外波段（波长3~6μm）；远红外波段（波长6~15μm）；极远红外波段（波长15~1000μm）。

1-4 红外辐射既具备与可见光相似特性，如反射、折射、干涉、衍射和偏振，又具备粒子性，即它可以以光量子形式被发射和吸取。同可见光相比，同步具备独有特性：

（1）必要用对红外辐射敏感红外探测器才干探测到； （2）红外辐射光量子能量比可见光小； （3）红外辐射热效应比可见光要强得多； （4）红外光谱区比可见光谱区具有更丰富内容； （5）红外辐射更容易被物质所吸取。

1-5 红外物理与红外技术所研究内容不同，它们是互相联系、互相依存、互相融合，两者之间关系既紧密联系又互相区别。

1-6 如：红外制导；红外夜视；红外通信；红外预警；隐身藏匿武器探测；红外对抗等。

1-7 如：红外测温；红外遥控；红外医疗；红外遥感；红外辐射加热；红外光谱技术；

红外故障诊断；红外灾害观测；建筑物检测等。

第2章

2-1 辐射能：以电磁波形式发射、传播或接受能量，用Q表达，单位是J；

辐射强度：描述点辐射源辐射功率在空间不同方向上分布特性； 辐射照度：指被照表面单位面积上接受到辐射功率，用E表达；

光子辐射强度：光源在给定方向上单位立体角内所发射光子通量，用Ip表达； 光子辐射照度：指被照表面上某一点附近，单位面积上接受到光子通量，用Ep表达。 2-2

（1）扩展源辐射特性；辐射功率；M。 （2）扩展源；源表面；面密度。

（3）扩展源辐射特；单位投影面积；单位立体角；L。 2-3 解： ?Ω??S0.0025??0.01?sr? l20.52?P?I?Ω?2.5?0.01?0.025(W)

2-4 解：辐射功率P与辐射通量Φ混用。辐射强度对整个发射立体角Ω积分，即

P???Id?

P?10W/sr。 2?对于各向同性辐射源，I等于常数，则得P?2?I，得I?2-5 解：

（1）灯正下方照度：

E? （2）房屋一角照度：

I100??16.8cd/m d22.4423.662?4.582?2.931m AB?2BC2?AB2?AC2?14.5466m2

cos?? 则： E?2-6 解： 位置（1）：

AC?0.6401 BCI100cos???0.64018?4.4cd/m2 2d14.5466?Ω1?LAdAsAd?，， ?P?L?ΩAcos??cos??cos()?1111s1222ll位置（2）：

?Ω2?Adl1LAdAs1，， cos????P?L?ΩAcos??222s222lcos?cos?llcos? 位置（3）：

?Ω3?Adcos?LAdAsl1，， cos????P?L?ΩAcos??333s3lcos?cos?l2l2 位置（4）：

LAdAsl1Ad(cos?)2，，cos????P?L?ΩAcos??cos? ?Ω4?444s422lcos?cos?ll 位置（5）：

LAdAsl1Ad(cos?)2，，cos????P?L?ΩAcos??(cos?)2 ?Ω5?555s522lcos?cos?ll2-7 解： Ev? 太阳向全空间发出光通量:

?vAR,AR?4?R2

?v?4?R2Ev

太阳光亮度:

?2??L??

?Ar??cos??v4?R2EvEvR2??()，则： 由于各向同性，且cos??1，Lv?Ar4?4??4?r24?rEv?R?102?1.5?1011?82??Lv??3.65?10(cd/m) ???9??4??r?4??0.7?10?22