梅安新《遥感导论》 第二章.ppt

第2章电磁辐射与地物光谱特征
波
—振动的传播称为波
纵波
—质点振动方向与波的传播方向相同
横波
—质点振动方向与波的传播方向垂直
电磁波
—电磁振荡在空间的传播是电磁波
电磁波谱
—按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列,则构成了电磁波谱。
电磁波谱与电磁辐射
电磁波谱
现在用人工方法产生的电磁波的波长,长的已经达几千米,短的不到一百万亿分之一厘米,覆盖了近20个数量级的波段。电磁波传播的速度大,波段又如此宽广,已成为信息传递的非常有力的工具。
电磁波的性质决定了传感器的类型,或者说各种传感器是为接受不同特性的电磁波而设计的。例如,可见光可以使摄影胶片感光,而经过箐类染料增感的胶片,。
电磁波具有波粒二象性,并同时满足:
              f·λ=c            
              E=h·f              
式中:f-频率;
λ-波长;
    c-光速,c=3×108m/s
    E—能量,单位J;
  h—普朗克常数,
h=×10-34J/s;
电磁波的性质
光或电磁波可以为物质所发射、吸收、反射、折射、透射和散射。
反射率、吸收率、透射率
当所研究的物体或空间的大小远大于光波的波长时,光可以当作沿直线行进的光线来处理;
但当研究深入到现象的细节,其空间范围和光波波长差不多大小的时候,就必须要考虑光的波动性。
而研究光和微观粒子的相互作用时,还要考虑光的粒子性。
与电磁波有关的重要概念
电磁波是横波(质点振动方向与波的传播方向垂直的一类波动)
电磁波有偏振现象
电磁波在真空中以光速传播(C=300000km/s)
光波是电磁波的一部分,也是最早研究的电磁波。可由实验证明电磁波的性质与光波的性质相同
在近代物理中,电磁波也称为电磁辐射。辐射能量的强弱可以用一些物理量表征。
辐射源(温度高于绝对零度的物体)
辐射度量
辐射能量W :电磁辐射的能量;单位J
辐射通量Φ:单位时间通过某一面积的辐射能量,Φ=dw/dt, t为时间;单位W
辐射通量密度E:单位时间通过单位面积的辐射能量, E=dφ/ds ,S为面积; 单位W/m2
辐照度I:被辐射物体表面单位面积上的辐射通量, I= dφ/ds ;单位W/m2
辐射出射度M:辐射源物体表面单位面积上的辐射通量,M= dφ/ds (单位W/m2)
电磁辐射的度量
以上定义的Φ、E、I、M各量,都是辐射源面积很小,在讨论的问题中可以当做点源来看待的情况。但实际的辐射源经常不是点源。
当讨论的问题必须考虑源的延展度时,这种源被称为“面源”或“扩展源”,其辐射能量的强弱常以“辐射亮度”表征