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微波遥感理论与技术基础（第三周） 董晓龙 国家863计划微波遥感技术实验室 中国科学院空间科学与应用研究中心 提纲 第二章：电磁波及其与物质的相互作用（2-4） 电磁波的基本参数与性质 电磁波与物质相互作用简介 电磁波波谱及其与物质相互作用的特点 物体的微波散射特性（面散射与体散射） 物体的微波发射特性☆ 微波遥感中的天线系统☆ 五、物体的微波发射特性 概念、定义和单位 黑体辐射定律 1. 概念、定义和单位 立体角 基本辐射量 散射和吸收的概念 立体角 立体角： 定义为锥体所拦截的球面积A与球面半径r平方的比值。 Solid Angle： The angle that, seen from the center of a sphere, includes a given area on the surface of that sphere. The value of the solid angle is numerically equal to the size of that area divided by the square of the radius of the sphere. The shape of the area doesn't matter at all. Any shape on the surface of the sphere that holds the same area will define a solid angle of the same size. The solid angle is the quantitative aspect of the conical slice of space, that has the center of the sphere as its peak, the area on the surface of the sphere as one of its spherical cross sections, and extends to infinity. The maximum solid angle is ~12.57, corresponding to the full area of the unit sphere, which is 4*Pi. Standard unit of a solid angle is the Steradian (sr). (Mathematically, the solid angle is unitless, but for practical reasons, the steradian is assigned.) 基本辐射量 能量 能量密度 功率（辐射通量） 功率密度（辐射通量密度） 亮度（辐射强度） 谱亮度 与亮度有关的其它量 辐射能量（Energy）与辐射能量密度（Energy Density） 辐射能量E 电磁波所携带的能量。它是波做功，如用力移动物体、给物体加热或改变物体状态能力的高度。 辐射能的单位为[J]（焦耳），量纲为ML2T-2 单位体积内的辐射能量称为辐射能量密度（Energy Density）Ev。 辐射能量密度的单位为[Jm-3]（焦耳米-3） 辐射功率（Power） 功率（辐射通量、发光度）Power（Radiant Flux） 单位时间通过空间某处的辐射能。 辐射通量的单位为[W]=[Js-1]（瓦特），量纲为ML2T-3 对于平面波，功率用Poynting矢量表示，其含义是功率的传输量 辐射功率密度（Power Density） 功率密度（辐射通量密度、辐照度）Power（Flux） Density 单位面积所截获的辐射功率。 功率密度的单位为[Wm-2]=[Jm-1m-2]（瓦特米-2），量纲为MT-3 入射到表面的功率通量密度称为辐照度（Irradiance）； 从表面射出的功率通量密度成为出射度或发射度（Emittance）。 辐射强度（Intensity） 辐射强度（Intensity，radiant intensity，辐亮度luminance） 一个点源在某一个特定方向的辐射强度，指点源在该方向单位立体角内的出射功率。 辐射强度的单位为[Wsr-1]=[Js-1sr-1]（瓦特球面度-1)，量纲为ML2T-3 亮度（Brightness） 亮度（Brightness） 一个点源在某一个特定方向的亮度，指点源在该方向单位立体角内的出射功率密度。 亮度的单位为[Wm-2sr-1]=[Js-1m-2sr-1]，量纲为MT-3 一般情况下，物体的亮度是有方向性的，即 谱亮度（Spectral Brightness）