电磁波及电磁辐射特性资料

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w
1
E 2
2
H
2

单个光子(photon)的能量：
Q h h
c

Q 是每个光子的能量(焦耳) h 是普朗克常数 h= 6.3 10-34 J s 与 Q 成反比关系
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电磁辐射与电磁波谱 由电磁振源产生的电磁波脱离波源而传播，这个 过程或现象称为电磁波的辐射，简称电磁辐射。 射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、 无线电波、低频电波等都是电磁波 电磁辐射的微观机理是一切带电粒子的加速运动。 按照真空中的波长或频率的顺序，把各种电磁波 排列起来，构成了电磁波的谱序列－电磁波谱。 由于各频段电磁波的产生方法和探测手段颇为 不同，特征和应用又有明显差异，故分频段命 名，以示区别。
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电磁波及其特性 电磁波是在空间交互激化传播的电场和磁场。其 载体是具有波动性和粒子性的电磁场。
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电磁波的传播符合一般波动方程，其解为：
E E0 cos(t k r ) H H 0 cos(t k r )
对地遥感应用 的主要波段是 紫外线、 可见光、 红外线、 微波。 星际空间遥感 (观测宇宙学)还 用到射线和X射 线等。
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关于电磁波谱各区间的划分规定 没有很严格的统一规定。一般地（真空中） 紫外线：0.1～0.38m(上端变化：0.30～0.40m) 可见光：0.38～0.76m(上端变化：0.7～0.78m) 红外线：0.76～1000m(上端变化：100～1000m) 国际照明协会对红外的划分： 近红外： 0.76～1.4m；中红外：1.4 ～3m；远 红外： 3～1000m. 另一种划分： 近红外： 0.76～3m；中红外：3 ～6m；远红 外： 6～15m；极远红外：15 ～1000m.
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平面电磁波的传播速度 与介质的介电性质和磁导 性质有关。在真空中，电磁波的频率与波长 的乘积恒等于光速c，即 c 在介质中有： v c / n
电磁波在不同介质中的频率不变(非线性晶体可以产生高 次谐波频率)。不同频率的电磁波在同一介质中和相同 频率电磁波在不同介质中的速度和波长是变化的。
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电磁辐射波谱的4种表示方法： 频率()：单位Hz，1Hz=1s-1； 波长()：单位见下表； 波数()：单位cm-1； 角频率()：单位rad/s，或s-1； 相互关系： =/2=c/=c 电磁波谱中各波段使用的波长单位：
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各波段 区间的 特征和 应用有 所不同
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用电场E和磁场H描述电磁波是等价的。但电磁 波与物质的相互作用主要是电场起作用，因此 约定俗成地一般都以电场E来描述电磁波。 电磁波具有量子性和波动性，可以用频率、振幅、 方向、偏振状态、相位几个参数来描述。
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电磁波的能量 电磁波具有能量，称为辐射能。平面电磁波的能 量密度(单位体积内波的能量)为：
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关于短波红外、中波红外和长波红外 短波红外(SWIR)：以反射为主。1～3m 中波红外(MWIR)：兼有反射和发射。 3～8m 长波红外(LWIR)：以发射为主。8～15m ERDAS文件中的SWIR包括NIR、 SWIR和MWIR
第二章 电磁辐射及其度量
2.1 电磁波与电磁辐射 2.2 物质的电磁辐射特性 2.3 电磁辐射的传播特性 2.4 电磁辐射的物理和化学效应 2.5 电磁辐射的度量 2.6 遥感有关的辐射基本定律 2.7 物体的温度与热惯量
2.1电磁波与电磁辐射
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2.2物质的电磁辐射特性
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物质与电磁辐射的内在联系是涉及遥感原理的物 理基础问题。物质中的分子、原子、电子处于 不断的运动中，其运动状态和能量状态与其结 构和其他多种因素有关，从而物体的电磁辐射 特性就与物质的性质和其他因素有关。因此， 电磁辐射是传递物质的多种信息的重要载体。 物质的电磁辐射的微观机理和影响因素是十分 复杂的。下面我们就物质结构与物质电磁辐射 的微观机理和影响物质电磁辐射的其他因素做 一简要分析。 辐射的频率与能量变化的关系—波尔频率关系： h E1 E2
振动与波 波是振动在介质或真空中的传播。振动是质点在 某一中心位置附近的周期性运动。振动和波分 别由振动方程和波动方程描述。 简谐振动的振动方程：
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y A 百度文库os (t + )
一维简谐波的运动方程为：
x y A cos (t - ) + V
2.1电磁波与电磁辐射
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平面电磁波示意图，E,H,k成右手螺旋关系
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r= 1) 波随空间的变化(曲线被“凝固”在给定瞬间t) 2) 波随时间的变化(给定位置r，即凝视某个位置如r=) 3) 时间与位置的关系(给定振幅y，如P点)