气象遥感技术-辐射理论1

第二篇大气辐射理论,地面和大气中的辐射过程,2,地面和大气中的辐射过程,3,地面和大气中的辐射过程,大气运动的能量来源于太阳辐射，地面和大气中的辐射过程从大尺度开始控制了地球大气系统的能量平衡，从而决定了地球气候的基本特征。,大气辐射学,研究辐射能在地球-大气系统内传输和转换的规律及其应用，属大气物理学的一个重要分支。是天气学、气候学、动力气象学、应用气象学、大气化学和大气遥感等学科的理论基础之一。,学习、研究的意义,学习、研究的意义,辐射能是地面和大气的基本能量来源，辐射是地气系统与宇宙空间能量交换的唯一方式辐射传输规律是大气遥感的理论基础数值天气预报中需要定量化考察大气辐射过程气候问题辐射强迫近年来人类活动造成的地球大气气候变迁成为大气科学研究热点，其原因也在于人类活动所排放的某些物质会改变地球大气中的辐射过程所致。,光的本性之争17世纪70年代微粒说（牛顿）和波动说（胡克、惠更斯）光学170419世纪初波动说（横波）占统治地位（托马斯.杨和菲涅耳）20世纪统一,简史,麦克斯韦和电磁场方程的建立W.Weber(1804-1891)G.F.B.Riemann(18261866)JamesClerkMaxwell(1831-1879)1887年，德国物理学家赫兹(HRHenz，18571894)才用实验证实了麦克斯韦关于电磁波的预言“法拉第一麦克斯韦的电动力学使物理学家们在长期犹豫不决之后，终于逐渐地放弃了有可能把全部物理学建立在牛顿力学之上的信念。”爱因斯坦文集,简史,1880-1900七大实验1887年赫兹证实电磁波-光电效应1887年的迈克耳孙一莫雷实验以太1895年伦琴发现了X射线1896年贝可勒尔发现了放射性辐射1897年J.J.汤姆孙发现电子1898年居里夫妇发现放射性元素Planck黑体辐射实验,简史,简史现代大气辐射学的理论基础,MaxPlanck(1858-1947)德国物理学家1901：PlancksLaw1918NobelPrizeQuantumtheory,GustavRobertKirchhoff(1824-1887)德国物理学家1859：KirchhoffsLaw光谱学电学发现了铯和铷,简史现代大气辐射学的理论基础,JosephStefan(1835-1893)奥地利物理学家、诗人1884：Stefan-BoltzmannlawStefanflow热学电磁学,简史现代大气辐射学的理论基础,LudwigBoltzmann(1844-1906)奥地利物理学家1884：Stefan-Boltzmannlaw（理论推导）统计力学,简史现代大气辐射学的理论基础,LordRayleigh(JohnWilliamStrutt1842-1919)英国物理学家1871：RayleighScattering声学电学1904NobelPrize,简史现代大气辐射学的理论基础,WilhelmWien(1864-1928)德国物理学家1893：WiensDisplacementLaw1911NobelPrize定义blackbody,简史现代大气辐射学的理论基础,简史现代大气辐射学的理论基础,GustavMie(1868-1957)德国物理学家1908：Mietheory,简史现代大气辐射学的完善,20世纪20年代：计算地-气系统的辐射收支30年代：辐射传输的基本原理1950年：美籍巴基斯坦学者SubramanyanChandrasekhar1983NobelPrize,RadiativeTransferClarendonPress,Oxford,1950,reprintedbyDoverPublications,NewYork,393pp.,1960.,简史现代大气辐射学的完善,1964:英国RichardM.GoodyAtmosphericRadiation,TheoreticalBasis,(secondeditionbyR.M.GoodyandY.Yung),OxfordUniversityPress,436pp.,1964,519pp.,1989.1969：苏联地球物理学家Kondratyev,K.Ya.RadiationintheAtmosphere.AcademicPress,简史现代大气辐射学的完善,70年代后：非球形粒子的吸收和散射、辐射传输方程的数值解法,简史近年来的主要研究,发展大气遥感探测的理论和方法建立具有物理基础的实际大气辐射模式人类活动对全球气候和局地大气环境的影响太阳活动的变化对气候的影响,简史华人的贡献,1932年：严济慈采用照相光度术方法，精确测定了臭氧在全部紫外区域（即215-345纳米）的吸收系数，并发现了若干新光带国际臭氧委员会把严济慈精确测定的吸收系数定为标准值，各国气象学家用以每日测定高空臭氧层厚度的变化，长达年之久,简史华人的贡献,程纯枢(1914-1997）根据1931-1935年南京地区日射强度记录，计算过大气消光系数，分析了大气混浊度因子1944：郭晓岚（Hsiao-LanKuo）根据当时最完善的水汽与CO2红外吸收系数资料，重新计算了北半球大气辐射图及大气冷却率，其计算精度超过了当时的国际水平廖国男（Kuo-NanLiou）,参考书目教材类,廖国男著，1980，周诗健等译，1985：大气辐射导论，气象出版社。第2版，2005，120元Liou,K.N.,1980:AnIntroductiontoAtmosphericRadiation.AcademicPress,NewYork,392pp.Liou,K.N.,2002:AnIntroductiontoAtmosphericRadiation.2ndedition,AcademicPress,SanDiego,583pp.,参考书目教材类,尹宏编著，1993：大气辐射学基础，气象出版社刘长盛、刘文保编著，1990：大气辐射学，南京大学出版社。周秀骥等，1991：高等大气物理学，气象出版社GrantW.Petty,AFirstCourseInAtmosphericRadiation.SundogPublishing,Madison,Wisconsin,446pp.2004.,参考书目参考类,吴北婴等编著，1998，大气辐射传输实用算法，气象出版社。大气光学分子散射Paltridge,G.W.andC.M.Platt,1976,吕达仁等译，1981：气象学和气候学中的辐射问题。科学出版社。M.Iqbal,1983,AnIntroductiontoSolarRadiation,AcademicPress.,参考书目期刊类,AppliedOpticsJournaloftheAtmosphericSciences,27,5.1辐射的基本知识,5.1.1电磁波谱5.1.2描述辐射场的物理量,5.1辐射的基本知识,自然界一切物体都时刻不停地以电磁波的形式向四周传递能量，同时也接收外界投射来的电磁波，这种能量传递的方式称为辐射。以这种方式传递的能量，称为辐射能。以横波形式在空间传播，速度即光速,5.1.1电磁波谱,电磁波描述波长频率f波数波速c,5.1.1电磁波谱,5.1.1电磁波谱,例1：波长10mm对应的频率和波数？,5.1.1电磁波谱,不同波长的电磁波有不同的物理特性，因此可以用波长来区分辐射，并给以不同的名称，称之为电磁波谱。,5.1.1电磁波谱,5.1.1电磁波谱,紫外线：uv-A：0.315-0.400微米uv-B：0.280-0.315微米uv-C：0.150-0.280微米可见光红外线：近红外：0.7-2.5微米远红外：2.5-1000微米微波无线电波长波、短波：4微米,FLUX,FLUX:INVERSESQUARELAW,5.1.2描述辐射场的物理量,立体角锥体所拦截的球面积与半径r的平方之比，单位为球面度（sr：Steradian）,5.1.2描述辐射场的物理量,立体角,辐射能Q能量:焦耳、热力学卡（1k=4.1840J）辐射通量（radiantflux辐射功率W）单位时间内通过任意表面的辐射能量，单位为J/s，即W,5.1.2描述辐射场的物理量,辐射通量密度E(radiantfluxdensity)单位时间通过单位面积的辐射能量，单位为W/m2。设面元为dA：表示面元接受的F时，又称辐照度（irradiance）表示从物体表面发射出的E，又称辐出度、辐射度、辐射能力（emittance）。,5.1.2描述辐射场的物理量,辐射强度L(radiance辐亮度、辐射率)单位立体角、单位时间、单位面积所通过的辐射能量，单位为W/m2sr,5.1.2描述辐射场的物理量,辐射强度L(radiance辐亮度、辐射率)光度计示意图,5.1.2描述辐射场的物理量,CE318自动跟踪太阳分光光度计,5.1.2描述辐射场的物理量,单色与谱段积分辐射量,5.1.2描述辐射场的物理量,各向同性辐亮度L与观测方向（q,）无关（L是立体角的函数，即与方向有关各向异性）均匀辐射L与观测位置（x,y,z）无关（L是观测位置的函数非均匀辐射）定常辐射L与时间t无关（L与时间t的函数非定常辐射）,5.1.2描述辐射场的物理量,平面平行大气考虑到大气中各种变量在水平方向的变化率远小于垂直方向的变化率，因此经常可假设大气是水平均一的，相应的大气模型在大气辐射学中称为平面平行大气。,5.1.2描述辐射场的物理量,平面平行大气可把从各个方向射来的辐亮度在垂直方向的分量累加起来，其计算公式为,5.1.2描述辐射场的物理量,净辐射通量密度或净辐照度计算水平面上的辐射通量密度，分别对从上半球和下半球入射辐射的垂直分量进行积分净辐照度,5.1.2描述辐射场的物理量,净辐射通量密度或净辐照度辐射能收支为正：气层温度升高；反之降温。,5.1.2描述辐射场的物理量,点辐射源假设点源向四周发射是均匀的，发射辐射的功率为0，以点源为中心画一个半径为r的球面，则通过球表面的辐照度为点源的辐照度（或辐射通量密度）将随r2减小。,5.1.2描述辐射场的物理量,平行辐射当光源的距离足够远时，所有来自该光源的辐射传输方向可以认为是相互平行的，这种辐射常被称为平行辐射(或平行光)特点：在不考虑吸收散射等因素时，平行光的辐射通量密度应当是常数，即在任何位置上设置一个和辐射传输方向相垂直的平面，通过这平面的辐射通量密度都应当是一个常数。,5.1.2描述辐射场的物理量,平行辐射大气辐射中，常把来自太阳的直接辐射看作平行光。因为地球离太阳的距离为149,597,890km，而大气辐射学中讨论的最大尺度是地球半径的尺度，即6,371km。在这样一个范围中，太阳辐射的强度仅变化(149597890+6371)/149597890)2=1.000085。因此把太阳辐射当作平行光，其辐照度不随距离变化是合理的。,5.1.2描述辐射场的物理量,平行辐射对于平行辐射，由于辐射能是在同一个方向传播，射线所张的立体角为零，此时辐射强度的概念不再适用。这种情况下，只需要知道平行辐射的方向和辐射通量密度即可。地面接收的太阳辐射通量密度,5.1.2描述辐射场的物理量,面辐射源特点是它可以向2立体角中发射辐射能。对平面平行大气，水平方向的辐射分量都是相同的，它们对局地能量平衡不起作用。因此只关心垂直方向的辐射通量密度。,5.1.2描述辐射场的物理量,余弦辐射体或Lambert光源辐射强度不随方向变化的面辐射源如黑体、太阳、陆地表面平静水面？例5.1(朗伯定律),5.1.2描述辐射场的物理量,57,5.2辐射的物理规律,5.2.1吸收率、反射率和透射率5.2.2平衡辐射的基本规律5.2.3太阳辐射和地球辐射的区别,5.2.1吸收率、反射率和透射率,5.2辐射的基本规律,辐射能：电磁波中电场能量和磁场能量的总和叫做电磁波的能量，也称为辐射能。吸收率：被物体所吸收的入射辐射比率。反射率：被表面反射的入射辐射比率。透射率：被物体所透过的入射辐射比率。射到物体的辐射能一部分会被物体吸收变为内能或者其他形式的能量，一部分会被反射回去，而另一部分则会透射物体,其中Q0是投射到物体的辐射能，Qa是吸收的部分，Qr是反射的部分，Qc是透射的部分。,吸收,反射,透射,由能量守恒定律可得：Q0=Qa+Qr+Qc由此可定义：吸收率：A=Qa/Q0反射率：R=Qr/Q0透射率：T=Qc/Q0A+R+T=1分析：当物体不透明时，T=0。则有A+R=1，这时反射率大物体的吸收率一定小。同理可得，当吸收率大的物体的反射了一定小。,对于反射率、吸收率和透射率可以用于单一的波长，对于某一单一波长的辐射，称为单色（或分光、谱）反射率、吸收率和透射率，分别用R，A，T。对于一比较宽的谱段（如可见光波段、太阳辐射），常将物体表面的反射辐射通量与入射辐射通量之比称为反照率。,1、黑体,如果某一物体对于任何波长的辐射都能全部吸收，即A=1，则该物体为绝对黑体，相应的，必有反射和透射为零，即：R=0，T=0，如果物体对某一波长全部吸收，即A则称该物体对这一波长为黑体。绝对黑体在自然界是不存在的，吸收率最大的物体：eg烟炱黑对可见光个波段的吸收率均超过0.95，接近于1，但在远红外段的吸收率比1小的多。因此不能说他是绝对黑体。,在实验室人工制造出的尽可能接近于绝对黑体的表面。,容器是开一小孔c的密闭空间，其壁层和内层涂有烟炱黑，使其吸收率接近于1.经过多次反射，最后只有很少一部分的能量由c出来。n次反射后为RnQ0，而吸收率为1-Rn，由此可见，即使R=0.1,n=4,吸收率可达到0.9999，已经很接近1了，当n还更大些，可认为小孔能吸收全部入射的辐射能，小孔所处的面就是一个绝对黑体面。,c,黑体与黑色物体的区别：黑色物体只是表明他对可见光的反射性质，不能只由物体的颜色来判断其对整个波段的吸收能力。洁白的雪面对远红外波段而言，远比一般物体更接近于黑体。,2、灰体,物体的吸收率A不随波长而变，但A1，则称物体为灰体。地面对长波辐射的吸收率近于常数，故可以认为地面是灰体，且吸收率A接近于1.,对于单色辐射,A+R+T=1或+R+T=1。均称为能量守衡。单色辐射时，称单色（或分光）吸收率、反射率、透射率、比辐射率。,黑体：A=1，R=T=0（对此波长为黑体）密闭空腔，R=0.1，四次，A=1-(0.1)4=0.9999，可认为是黑体。不能根据颜色来判定吸收能力。灰体：A1，但是常数窗区完全透明：T=1，A+R=0不透明物体：T=0，A+R=1,举例,模型：空腔小孔,黑体是理想模型,黑体辐射：,物体吸收辐射能同时，又要向外辐射能量。,能量守恒Q0=Qa+Qr+Qt吸收率A=Qa/Q0反射率R=Qr/Q0透射率=Qt/Q0(透过率)A+R+=1,5.2.1吸收率、反射率和透射率,对于单色辐射，称为单色吸收率、反射率和透射率。分别记为Al,Rl,l各种物体对不同波长的辐射具有不同的吸收率与放射率，构成了该物体的吸收光谱或辐射光谱。反照率：物体表面的反射辐射通量与入射辐射通量之比,5.2.1吸收率、反射率和透射率,绝对黑体所有波长吸收率均为1A=1单色黑体某一波长吸收率为1Al=1灰体吸收率不随波长变化但小于1,5.2.1吸收率、反射率和透射率,黑色物体?,BLACKBODYRADIATION,辐射平衡状态吸收和发射辐射能量相等：1）物质热状况保持不变，可用一确定温度表示；2）各向同性局地辐射平衡状态如果辐射热交换的过程相当缓慢，物体中内能的分布来得及变化均匀，这时物体的温度虽然在变化，但每一给定瞬间，物体的状态可以看作是平衡的，仍可用一定的温度来描述。地球大气中的辐射过程，一般认为地面至60公里以下的大气处于局地辐射平衡状态，因此可以应用平衡辐射的规律来解诀平流层以下的大气辐射学的问题,5.2.2平衡辐射的基本规律,KirchhoffLaw,在辐射平衡条件下，任何物体的单色辐射通量密度FT与吸收系数AT成正比关系，二者比值只是波长和温度的函数，与物体性质无关，比值大小等于Planck函数的通量密度形式,1859年，基尔霍夫定律（对任意物体）,任何物体辐射率和吸收率之比相同，且仅是温度的函数，物体的吸收率等于比辐射率（,T）。F,T/A,T=f(,T)=FB(,T)f(,T)为普适函数，FB(,T)为黑体辐射率（黑体吸收率为1）。,历史上首先关注黑体,完全吸收所有入射辐射（因此说黑）在所有波长和所有方向上有最大放射辐射,T=A,T，,T=F,T/FB(,T),基尔霍夫定律表明：任何物体的辐射率（辐出度）和吸收率之比都等于同一温度下黑体的辐出度。在相同温度时，黑体的辐出度是最大的，其他物体都无法超越它。通常定义物体的发射能力和黑体的辐射能力之比为比辐射率,则基尔霍夫定律也可以写成下列形式：（物体的比辐射率与其吸收率相等）基尔霍夫定律的意义：将物体的吸收能力和放射能力联系起来，同时知道吸收率就知道了比辐射率；将各种物体的吸收、放射能力与黑体的放射能力联系起来。,GustavRobertKirchhoff(1824-1887)德国物理学家1859：KirchhoffsLaw光谱学电学发现了铯和铷,KirchhoffLaw,PlanckLaw,对于绝对黑体物质，单色辐射通量密度与发射物质的温度和辐射波长或频率的关系Planck定律：第一辐射常数第二辐射常数,PlanckLaw,普朗克函数(黑体分光辐亮度),PlanckLaw,黑体辐射与物质组成无关黑体辐射强度随温度增高而增大Stefan-BoltzmannLaw最大强度的波长随温度增高而减小Wien位移定律,MaxPlanck(1858-1947)德国物理学家1901：PlancksLaw1918NobelPrizeQuantumtheory,PlanckLaw,瑞利金斯公式,频率越高，相差越大,经典物理的困难,经典物理不能解释黑体辐射曲线,普朗克（1858-1947）,德国理论物理学家，量子论的奠基人.1900年他在德国物理学会上，宣读了以关于正常光谱中能量分布定律的理论为题的论文.劳厄称这一天是“量子论的诞生日”.量子论和相对论构成了近代物理学的研究基础.,普朗克假设,量子概念1900年普朗克提出后，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，就建立了一套完整的量子力学理论.,量子力学,经典力学,现代物理的理论基础,量子力学相对论,量子力学,（1）黑体腔壁中的电子振动可视为谐振子，,普朗克能量子假设（1900年）,是分立的，只能取某一最小能量的整数倍，,即，2，3.n,称为能量子，,普朗克恒量,（2）谐振子的能量,Stefan-BoltzmannLaw,黑体的积分辐射通量密度与温度的4次方成正比由温度可以求出绝对黑体的积分辐射通量密度；反之，也可由积分辐射通量密度反求其温度，这就是用辐射方法测量物体温度的基础。将太阳视作绝对黑体而计算出的温度称为太阳的有效温度，约为5777K，与太阳表面的实际温度略有差异。如果不是绝对黑体，反演出的温度就会偏低。,LudwigBoltzmann(1844-1906)奥地利物理学家1884：Stefan-Boltzmannlaw（理论推导）统计力学,5.2.2平衡辐射的基本规律,Wien位移定律,黑体辐射最大单色通量密度与它的温度成反比例如对6000K黑体，lmax=0.42mm（蓝色光）由辐射最强的波长也可以确定绝对黑体的温度，光谱方法测定物体温度的基础。由维恩位移定律求出的温度称为颜色温度或色温。,WilhelmWien(1864-1928)德国物理学家1893：WiensDisplacementLaw1911NobelPrize定义blackbody,5.2.2平衡辐射的基本规律,Wien位移定律,太阳辐射的能量集中在0.1mm至4.0mm之间地球大气辐射的能量主要集中在4mm至120mm之间在大气物理学中，常称太阳辐射为短波辐射，称地球辐射为长波辐射。短波和长波辐射以4mm分界。,5.2.3太阳辐射和地球辐射,绝对黑体通用光谱曲线,T=6000K时(代表太阳,短波)，=0.174mmax=0.483mT=300K(代表地面,长波)，=3.380mmax=9.659mT=200K时(代表大气,长波)，=5120mmax=14.489m,占总能量的99%以上,面积为绝对黑体积分出射度除以T4,5.2.3太阳辐射和地球辐射,相对能量大小:在所有的波长，太阳表面的辐射通量都远大于地球表面辐射通量。但辐射通量在传输过程中随距离的平方减小。在地球表面或离地面几百公里的范围内，在长波波段，地球的辐射通量远大于太阳的辐射通量，故常常可以忽略太阳的作用。例如，在大气上界，入射的太阳长波辐射通量约10Wm-2，而地球出射的长波辐射通量约270Wm-2。对于全波段辐射通量密度，太阳、地球两者辐射通量密度数量级接近,5.2.3太阳辐射和地球辐射,补充：平衡辐射的基本定律,主要内容辐射平衡基尔霍夫定律斯蒂芬玻尔兹曼定律维恩位移定律普朗克黑体辐射定律,辐射平衡：(1)自然界的任何物体都通过辐射交换着能量。(2)如果没有其他方式的能量交换，一物体的热量得失和热状态的变化就取决于放射和辐射能之间的差值。(3)当物体发射出的辐射能恰好等于吸收的辐射能时，该物体处于辐射平衡，这时物体处于热平衡态，可以用态函数温度来描述，因此也可称为温度辐射。,一般物体不是辐射平衡的。如果辐射能交换的过程缓慢，物体的内能分布来得及均匀变化，并持续处于热平衡状态，这时的辐射可是为具有准平衡性质。一般认为地面至60km以下的大气处于局地辐射平衡状态，因此可以用平衡辐射规律来解决平流层以下的大气辐射问题。,模型：空腔小孔,黑体是理想模型,黑体辐射：,物体吸收辐射能同时，又要向外辐射能量。,1.基尔霍夫（Kirchhoff)定律,在物体的吸收能力和辐射能力之间，也就是吸收光谱和辐射光谱之间，存在着一定关系。实验表明，相同温度的物体，吸收率大的辐射率（辐射出射度）也大，反之，吸收率小的辐射率也小。,1859年，基尔霍夫定律（对任意物体）,任何物体辐射率和吸收率之比相同，且仅是温度的函数，物体的吸收率等于比辐射率（,T）。F,T/A,T=f(,T)=FB(,T)f(,T)为普适函数，FB(,T)为黑体辐射率（黑体吸收率为1）。,历史上首先关注黑体,完全吸收所有入射辐射（因此说黑）在所有波长和所有方向上有最大放射辐射,T=A,T，,T=F,T/FB(,T),基尔霍夫定律证明,如一黑体和一物体在真空中达辐射平衡：对黑体，放射=吸收，为FB(,T)d=F,Td+(1-A,T)FB(,T)d对物体平衡，F,Td=A,TFB(,T)d都有A,TFB(,T)=F,T,黑体吸收物体的放射,黑体吸收物体吸收后剩下的辐射,黑体的放射,物体的放射,物体的吸收,基尔霍夫定律表明：任何物体的辐射率（辐出度）和吸收率之比都等于同一温度下黑体的辐出度。在相同温度时，黑体的辐出度是最大的，其他物体都无法超越它。通常定义物体的发射能力和黑体的辐射能力之比为比辐射率,则基尔霍夫定律也可以写成下列形式：（物体的比辐射率与其吸收率相等）基尔霍夫定律的意义：将物体的吸收能力和放射能力联系起来，同时知道吸收率就知道了比辐射率；将各种物体的吸收、放射能力与黑体的放射能力联系起来。,斯蒂芬玻尔兹曼常量,总辐出度,式中,2.斯蒂芬玻尔兹曼定律,3、维恩位移定律,峰值波长,常量,瑞利金斯公式,频率越高，相差越大,经典物理的困难,经典物理不能解释黑体辐射曲线,普朗克（1858-1947）,德国理论物理学家，量子论的奠基人.1900年他在德国物理学会上，宣读了以关于正常光谱中能量分布定律的理论为题的论文.劳厄称这一天是“量子论的诞生日”.量子论和相对论构成了近代物理学的研究基础.,普朗克假设,量子概念1900年普朗克提出后，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，就建立了一套完整的量子力学理论.,量子力学,经典力学,现代物理的理论基础,量子力学相对论,量子力学,（1）黑体腔壁中的电子振动可视为谐振子，,普朗克能量子假设（1900年）,是分立的，只能取某一最小能量的整数倍，,即，2，3.n,称为能量子，,普朗克恒量,（2）谐振子的能量,4、普朗克黑体辐射定律,1900年普朗克开创性的引进了量子概念，将辐射当做不连续的量子发射，得出了绝对黑体辐射率随波长变化的函数关系，即普朗克定律。其中是绝对黑体的分光辐出度，单位为第一辐射常数：第二辐射常数：其中c为光速，h为普朗克常数，k为玻尔兹曼常数根据黑体的定义，黑体它吸收所有波长的辐射，即吸收能力为1，又能发射所有波长的电磁波,普朗克公式：,在所有波段里都与实验符合很好。,或,普朗克黑体辐射公式,用玻尔兹曼统计代替能量均分定理,普朗克函数（辐射强度）,黑体的分光辐亮度（Wm2m1sr1）,黑体：朗伯体,亮度温度（等效黑体温度，遥感测温的基础）,不同温度时黑体辐射光谱的差异：（1）理论上，任何温度的绝对黑体都放射波长辐射，但温度不同