|
 黑体 [blackbody]
如果物体对红外辐射的吸收率与投射其上的辐射波长和表面温度无关，并恒等于1，此物体即称为黑体。在一定的温度下，对所有波长来说，黑体与其他物体相比具有最大的辐射功率。因此，黑体是研究热辐射规律的理想辐射体。
黑体式辐射源 [blackbody-type source]
理想的黑体辐射源实际上并不存在，但是人们可以根据需要通过各种加工方法制成非常接近于理想黑体的辐射源。
黑体式辐射源一般都是带有一个小孔的腔体（球形、柱形和锥形等），用电阻丝加热，用热电偶测量和控制温度，作为不同温度的标准辐射源。
灰体 [greybody]
如果物体对任何辐射波长的吸收率保持不变并恒小于1，这类物体就称为灰体。灰体辐射的光谱分布相似于同一温度的黑体辐射的光谱分布。
理想的灰体在自然界也是不存在的，不过许多物体的辐射在一定程度上近似于灰体，因此在应用上可以作为灰体来处理。
选择性辐射体 [selective radiator]
黑体或灰体的辐射光谱分布是连续的，而选择性辐射体辐射的光谱分布不同于黑体和灰体。选择性辐射体的发射率随波长不同变化很大，在有些波段可较大，甚至接近于1；而在有的波段则很小，甚至几乎为零。因此其辐射光谱通常是一些强弱相差较大的窄带。
发射率 [emissivity]
发射率又名比辐射率，是用以描述所研究的实际辐射体相对于黑体的辐射能力的一个物理量，是一个小于1的数。其定义为：实际物体的辐射本领（如辐射强度、辐射功率等）与同温度下黑体辐射之比值，即
ε=I/Ib
式中，I为实际物体的辐射强度；Ib为黑体的辐射强度；ε为实际物体的发射率。
对某一波段λ~λ+Δλ的辐射来说，则为
ελ=Iλ/Iλb
式中，Iλ为实际物体的分谱辐射强度；Iλb为黑体的分谱辐射强度；ελ为实际物体的分谱发射率。
有效发射率 [effective emissivity]
有效发射率又名有效比辐射率，是某一表面发射到半球内的辐射总功率对具有同样温度的黑体发射到半球内的辐射总功率之比。它总小于或等于1.
热辐射定律 [thermal radiation law]
热辐射定律是描述客观物体热辐射的规律。一般说来，热辐射定律是指基尔霍夫定律、斯蒂芬-玻耳兹曼定律、维恩定律以及普朗克公式，它们之间有着一定的内在联系。
基尔霍夫定律 [Kirchhoff's law]
热辐射定律之一。它指出，物体吸收和发射之间是有相互联系的，一个良好的吸收体同时也是一个良好的辐射体，黑体则是辐射本领最强的理想辐射体。
斯蒂芬-玻耳兹曼定律 [Stefan-Boltzmann's law]
斯蒂芬-玻耳兹曼定律是热辐射定律之一。此定律建立了黑体的辐射能量与绝对温度T的关系，说明黑体的积分辐射通量密度与绝对温度四次方成正比。
斯蒂芬-玻耳兹曼定律可由下式表示：
式中，σ为斯蒂芬-玻耳兹曼常数；T为黑体的绝对温度；Wλ(T)为黑体的辐射通量密度；W为黑体的积分辐射通量密度。
普朗克公式 [Planck's formula]
普朗克公式表示黑体辐射通量密度按波长（或频率）分布的关系。黑体单位表面在单位时间内向外辐射的总能量中，属于波长在λ～λ＋Δλ之间的部分等于：
式中，c为光速；K为玻尔兹曼常数；T为黑体的绝对温度；h为普朗克常数。
维恩定律 [Wien's law]
黑体在一定的温度下辐射的能量中有着各种波长的成分，但各波长辐射能量的大小不同，对应于辐射能量最大的波长常被称为辐射的峰值波长，用λmax表示。λmax与黑体的绝对温度T之间存在以下关系：
式中，λmax为辐射的峰值波长；T为黑体的绝对温度；c为常数，等于2897μm·K。这就是维恩定律。由维恩定律可知，黑体温度越高，则λmax越小，即峰值波长较短。
朗伯余弦定律 [Lambert's cosine law]
朗伯余弦定律是描述黑体表面发射和吸收特性角分布的一个辐射规律。对于黑体，分谱辐射亮度不依赖于方位角而依赖于俯仰角。此时黑体辐射被称为符合朗伯余弦定律。
若以Enλ表示黑体在法线方向上的分谱辐射亮度，Eλ(θ)表示黑体在俯仰角θ方向上的分谱辐射亮度，则它们之间满足以下关系：
这就是朗伯定律的数学表达式。
朗伯面 [Lambert's surface]
辐射在空间的分布规律满足朗伯余弦定律的辐射表面叫朗伯面。理想漫射表面就是这类面，白色的无光泽表面近似于朗伯面。对这种面的辐射或漫反射，人们无论从哪个方向来看，其亮度都是不变的。
目标和背景 [target and background]
在视场内，除探测目标之外的空间物体等都可以算是背景。背景和目标是相对的，不是绝对的。所以，一个物体在某些场合被认为是目标，而在另一些情况下又可能是其他目标的背景。一般来说，我们不需要探测的热辐射源则可称是背景。
红外辐射的大气窗 [atmospheric windows of infrared]
红外辐射在大气中的吸收具有选择性的特点，即在某些波段范围吸收较强，而在另一些波段范围吸收较弱。因此，可将整个红外辐射按其光谱透射特性分为若干段，其中透明度相对较高的区域成为大气窗口。
大气窗口通常是根据主要透明区的边界来划分的。近红外与中红外的主要大气窗口为：2～2.5μm；3～5μm；8～14μm 。在16～24μm处还存在着一个半透明的大气窗。
消光 [extinction]
辐射通过大气时，其辐射通量被衰减的过程，通常称为消光。一般来说，消光现象是由于大气对辐射能的吸收和散射引起的。
消光系数 [extinction coefficient]
消光系数是为表示辐射通量的衰减（消光）而引进的参数。用下列公式表示：
式中，Φ0为L=0处的辐射通量；Φ为传播到L处的辐射通量；L为距离；σ为消光系数。
消光系数通常包括两部分，即σ = α＋γ。其中α是吸收系数，用来描述大气中气体分子的吸收大小；γ是散射系数，用来描述大气中各种微粒对辐射通量的散射。
消光系数随入射辐射的波长而不同，不均匀的大气也会引起消光系数的剧烈变化。
大气散射效应 [scattering effect in the atmosphere]
大气散射效应是指辐射（能量）在大气中传播时偏离其初始方向发生的散射过程。大气分子的起伏和大气中悬浮的作无规则运动的微小水滴（形成云、雾、雨）及固体微粒（尘埃、烟、冰晶等）是大气中的散射元。散射的强弱与大气中散射元的浓度及散射元的特性和大小有密切关系。大气散射效应严重地衰减了传输中的辐射能量，大大缩短了传输光程。
散射主要有：
（1）瑞利散射（Rayleigh scattering）——微粒尺寸远小于辐射波长。主要散射元是气体分子，所以也称为分子散射。
（2）米氏散射（Mie scattering）——微粒尺寸与波长可相比拟，主要表现为粒子对辐射能的绕射作用，所以也称绕射散射。
（3）无选择散射（non-selective scattering）——也称几何散射，粒子尺寸远大于波长。
在真空的大气中，实际上存在着各种大小不同的粒子，因此三种散射形式总是同时存在的。
散射系数 [scattering coefficient]
散射系数用来描述大气中各种散射元对辐射通量散射作用的强弱。如果辐射能在大气中传输时的衰减仅由散射作用引起，则透射的辐射通量可表示为
式中，Φ0为L=0处的辐射通量；Φ为L处的辐射通量；L为距离；γ为散射系数。
散射系数与散射元的大小有密切联系。当散射颗粒远小于入射辐射的波长时，散射系数与入射辐射波长的四次方成反比；而当散射颗粒与入射辐射波长可以相比拟或远大于入射辐射波长时，散射系数与波长关系不大。
气体的红外吸收 [infrared absorption of gases]
红外辐射在大气中传播时受到大气的吸收，辐射能量会被衰减。这种过程的特征是，辐射能在大气中的吸收是有选择性的。
通常，引起这种选择性吸收的是多原子极性气体分子，其中首先是水蒸气（H2O）、二氧化碳（CO2）和臭氧（O3）。而其他气体分子诸如CO、N2O和CH4等只是当红外辐射远距离传输时才表现出稍强的吸收。
在波长大于15μm的波段里，除了16～24μm尚能部分透过红外以外，其他的部分则因这些吸收组分的吸收带很多并互相交迭，红外辐射基本上就是不透明的了。
吸收系数 [absorption coefficient]
吸收系数用来描述大气中气体分子对辐射能的吸收大小。如果只有吸收存在时，透射的辐射通量为
式中，Φ0为L=0处的辐射通量；Φ为L处的辐射通量；L为距离；α为吸收系数。
吸收系数与下列因素有关：
（1）分子种类——吸收线形、谱线重叠程度；
（2）气象条件——气压、温度、湿度等；
（3）路程上吸收分子总数量。
因此，要根据不同大气条件的实测数据来分析吸收的大小。
大气闪烁 [atmospheric scintillation]
大气闪烁是指辐射光束在传输中产生强度和方向的不规则变化。造成大气闪烁的主要原因是传输路程中的大气不均匀性，尤其是在地面附近的大气层。
由于空气受热膨胀情况各不相同，形成许多密度不同、大小不同的大气团，相应地产生大气折射指数的无规则变化。当辐射光束通过这种不均匀大气时，就会产生大气闪烁现象。
白天观察到的远处目标的抖动以及夜间看到一闪一闪的星光，都是一些常见的大气闪烁现象。
|