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红外物理课程教学大纲

 

课程编码:5010202 
学    分:3 
总 学 时:48 
适用专业:光电子技术科学、电子科学与技术 


一、课程的性质、目的与任务: 
    本课程为电子科学与技术、光电子技术科学专业本科生的专业课。 
    本课程的目的与任务是使学生掌握光度量、辐射度量的基本概念与定律、理解红外辐射的发射与吸收、红外辐射的传输等过程中的基本物理现象,了解在红外物理与技术中占重要地位的实验原理与方法,使学生能够理论联系实际,对红外技术中涉及到的各方面问题有坚实的理论基础和解决实际问题的能力。 


二、先修课程:普通物理、物理光学、理论物理 


三、教学内容: 

 

第一部分:绪论 2学时
掌握红外辐射的基本知识,了解红外物理与红外技术的基本内容。
1、 红外辐射的基本知识 0.5学时
(1) 电磁波谱
(2) 红外辐射
2、 红外技术的发展与现状 0.5学时
(1) 红外技术的发展与现状
(2) 国内红外技术的发展与现状
3、 红外系统的组成与各部分功能 0.5学时
4、 红外技术的应用 0.5学时
第二部分:光度与辐射度基础 12学时
1、 引言 1学时
(1) 立体角及其计算
(2) 光度与辐射度的基本特征
(3) 术语和符号
2、 辐射量 2学时
(1) 辐射通量
(2) 辐射强度
(3) 辐射出射度
(4) 辐射亮度
(5) 辐射照度
(6) 光谱辐射量
3、 光度量 2学时
(1) 光谱光视效率和光谱光视效能
(2) 光通量
(3) 发光强度和光度学的基本单位
(4) 光亮度
(5) 光照度
4、 朗伯余弦定律和漫辐射源的辐射特性 1.5学时
(1) 朗伯余弦定律
(2) 漫辐射源的辐射特性
(3) 漫反射表面和理想漫反射表面
5、 测量辐射用的基本定律 1.5学时
(1) 距离平方反比定律
(2) 立体角投影定律
(3) 组合定律
(4) 塔尔伯特定律
6、 辐射在传输媒质中的衰减 2学时
(1) 反射比、吸收比和投射比
(2) 反射系数、吸收系数和投射系数
(3) 衰减媒质的透射
7、 辐射量计算举例 2学时
(1) 点源向圆盘发射的辐射通量
(2) 均匀漫辐射源产生的辐射照度
(3) 简单形状辐射源的辐射特性
第三部分:热辐射的基本定律 14学时
1、 发光种类的介绍 1学时
2、 热辐射和普雷夫定则 1学时
3、 普朗克公式 1.5学时
4、 维恩位移定律 1.5学时
5、 斯特番-玻尔兹曼定律 2学时
6、 黑体辐射的计算 3学时
(1) 黑体辐射的简易计算
(2) 其它黑体辐射关系式
7、 发射率和实际物体的辐射 2学时
8、 光测高温学 2学时
第四部分:红外辐射源 6学时
1、 黑体辐射源 1学时
2、 热激发的固体红外辐射源 1学时
3、 其它红外辐射源 2学时
4、 目标和背景辐射特性的计算方法 2学时
第五部分:红外辐射在大气中的传输 6学时
1、 引言 2学时
(1) 地球大气
(2) 大气吸收概述
(3) 水蒸气
(4) 二氧化碳
(5) 臭氧和其它吸收红外辐射的气体
2、 研究大气吸收的实验方法 2学时
3、 大气透射比的简单计算 2学时
第六部分:红外辐射测量 8学时
1、 红外辐射测量的基本原理 2学时
2、 辐射量的测量 1.5学时
3、 辐射源光谱分布的测量 1.5学时
4、 反射比、透射比、吸收比的测量 2学时
5、 光热辐射计量术 1学时


四、教学参考书: 

石晓光等. 红外物理. 北京:兵器工业出版社,2005年 

 
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