資源描述：
《第二章-電磁輻射與地物波譜特征ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第二章電磁輻射與地物光譜特征遙感的理論基礎(chǔ)就是物體的電磁輻射，電磁輻射是能量傳播的一種形式。被動遙感系統(tǒng)中的主要輻射源是太陽，太陽輻射出的電磁波能量穿過大氣層達到地表，被地物吸收、透射，一部分被反射后又經(jīng)大氣吸收、散射到達傳感器，被記錄成遙感資料和圖象。此外，所有溫度高于絕對零度的物體也都向外發(fā)射電磁輻射。所以電磁輻射是傳感器與遠距離物體之間聯(lián)系的環(huán)節(jié)。遙感技術(shù)得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)就是不同地物具有不同的吸收、反射和發(fā)射電磁輻射能力。第二章電磁輻射與地物光譜特征本章主要內(nèi)容電磁波譜與電磁輻射太陽輻射及大氣對輻射的影響地球的輻射
2、與地物波譜第一節(jié)電磁波譜與電磁輻射電磁波及其特性電磁波譜電磁輻射的度量黑體輻射一、電磁波及其特性波的概念：波是振動在空間的傳播。機械波：聲波、水波和地震波電磁波（ElectroMagneticSpectrum)由振源發(fā)出的電磁振蕩在空中傳播。演示電磁波是通過電場和磁場之間相互聯(lián)系傳播的：原理電磁輻射:電磁能量隨電磁波的傳遞過程（包括輻射、吸收、反射和透射）稱為電磁輻射。其傳播表現(xiàn)為光子（或稱為量子）組成的粒子流的運動。E:電場、H:磁場、λ:波長、h:振幅λh電磁振源傳播方向一、電磁波及其特性電磁波的特性電磁波是橫波在
3、真空中以光速傳播電磁波在介質(zhì)中的傳播速度V為：C為光速3×108米/秒可見，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度V總是小于在真空中的傳播速度C3）電磁波具有波粒二象性：電磁波在傳播過程中，主要表現(xiàn)為波動性；在與物質(zhì)相互作用時，主要表現(xiàn)為粒子性，這就是電磁波的波粒二象性。波動性：把電磁振動的傳播作為光滑連續(xù)的波對待，用波長、頻率、振幅等來描述。粒子性：把電磁輻射能分解為非常小的微粒子---光子，其能量大小用頻率來描述。光是電磁波的一個特例光的波動性---表現(xiàn)在光的干涉、衍射、偏振和色散等現(xiàn)象中；光的粒子性---表現(xiàn)在光電效應(yīng)、黑體輻
4、射等現(xiàn)象中。波粒二象性的程度與電磁波的波長有關(guān)：波長愈短，輻射的粒子性愈明顯；波長愈長，輻射的波動特性愈明顯。電磁輻射---波動性1．干涉（interference）一列波在空間傳播時，將引起空間各點的振動；兩列（或多列）波在同一空間傳播時，空間各點的振動是各列波在該點產(chǎn)生的振動的疊加合成。這種波的疊加合成不是簡單的代數(shù)和，而是矢量和。光的干涉同振幅、頻率和初位相（具固定位相關(guān)系）的兩列（或多列）波（相干波）的疊加合成而引起振動強度重新分布的現(xiàn)象稱為“干涉現(xiàn)象”。干涉現(xiàn)象中，在波的交疊區(qū)有的地方振幅增加，有的地方振幅減
5、小，振動強度（取決于程差與波長的關(guān)系）在空間出現(xiàn)強弱相間的固定分布，形成干涉條紋。干涉濾光片、透鏡組、干涉雷達天線等，均應(yīng)用了波的干涉原理。小孔的衍射波在傳播過程中遇到障礙物時，在障礙物的邊緣一些波偏離直線傳播而進入障礙物后面的“陰影區(qū)”的現(xiàn)象稱為“衍射現(xiàn)象”。這是由于障礙物引起波的振幅或相位的變化，導致波在空間上振幅或強度重新分布的現(xiàn)象。如光通過小孔，在孔后的屏上出現(xiàn)的不是一個亮點，而是一個亮斑。其亮斑周圍有逐漸減弱的明暗相間的圓環(huán)。其亮斑的大小（衍射角θ）與小孔的直徑d成反比，與波長λ成正比，即遙感中部分光譜儀的分
6、光器件----衍射光柵等，正是運用多縫衍射原理。2．衍射（diffraction）偏振是橫波中呈現(xiàn)出的一種特殊現(xiàn)象。電磁波作為一種橫波，其相互垂直的電場和磁場的振動方向是與傳播方向垂直的。傳播方向確定后其振動方向并不是唯一的。它可以是垂直于傳播方向的任何方向。它可以是不變的，也可以隨時間按一定方式變化或按一定規(guī)律旋轉(zhuǎn)，即出現(xiàn)偏振現(xiàn)象（微波中稱為“極化”）。通常把電場振動方向的平面稱為偏振面。若偏振面方向固定，不隨時間而改變，則為線性偏振（線性極化或平面極化）。沿一個固定方向振動的光為偏振光，一些人造“光源”（如激光和無
7、線電、雷達發(fā)射）常有明確的極化狀態(tài)；太陽光是非偏振光（所有方向的振幅相等，無一優(yōu)勢方向）；介于兩者之間的為部分偏振光--許多散射光、反射光、透射光均屬此類。電磁波在反射、折射、吸收、散射過程中，不僅其強度發(fā)生變化，其偏振狀態(tài)也往往發(fā)生變化。這種偏振狀態(tài)的改變也是一種可以利用的遙感信息。3．偏振（Polarization）線性極化類型任一振動方向的電磁波總可以分解為兩個特定的偏振（極化）方向。電矢量E的振動面垂直入射面的線偏振稱為水平極化，平行入射面的線偏振稱為垂直極化。電磁波的“粒子性”是指電磁輻射除了它的連續(xù)波動狀態(tài)
8、外，還能以離散形式存在，其離散單元稱為光子或量子。大量實驗證明，光照射在金屬上能激發(fā)出電子，稱為光電子。光電子的能量與光的強度、光照的時間的長短無關(guān)，而僅與入射光的頻率有關(guān)。光電倍增管、電視攝象管等光電器件，正是運用光電效應(yīng)原理制作的。光電效應(yīng)現(xiàn)象用光的波動性是無法解釋的。普朗克用模型來說明光電效應(yīng)，并指出電磁輻射能量Q的大小直接
