红外物理课后题答案Word下载.docx
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1
10旨何
光子能用（eV）
3、解：
山于绘向上半空间发射•所以立体角D=2tt
（2=^~I=LArP,=IQ=L?
y：
-A|1
（2）
Q=^上LA、cos0P;
=IQ=LAsy°
S<
?
山暂竺I=LAcos^p*LA、A严
（4）
e筈込law遇吟卫
缶竺卫［二LAcosOPgSA曲&
l2x5I2
&
解：
辐射源到B点即离为l=^x2+h2cos6>
=y
嘶离平方反比跻匚驚帘二壽
10、解：
中心处曲度和趴离可得：
E=A所以发光强度上EI'
]・
TF124
现将趴离调为l,=3m那么中心处E.=—=—=90.01x-^40lx
h1「9
故边缘处照度E-竺^竺学^90.0lx父更
I.2I.2910
11、斛：
设S点高度为h,辐射源S与B点之间距离为1产Jhf
COS^7^7F
战得出函数E（h）=¥
^=y,h「对其求导・令dE=（）
蹄归爭即此高度时，B点辐射照度最儿
12.解：
11知恻盘血积和辐射亮度.那么I=L0cosi9A
・・・P*如.・皿殳2血嘗A“心°
。
距中心垂直距离为I处的辐亮度
13■解:
飞机尾喷口直径和辐出度.那么P=MA
PP
喷口辐射强®
I=-=—
Q2兀
曲于辐射面线度远小于辐射曲离，故可按点光源对待，即氐竺巴
・•・允学系统接收的功率P严EA产
14、解：
460nm的蓝光•光视效V
（2）=V（460）=0.06
所以要使光通量为6201m・所需功率为P二一=620
KniV⑷683x0.06
拆以一分钟内接受的功率Q=Pt=
15、解:
由距离平方反比定律可知E=亠
r
放芒滤光片前按辐照度列等式丄二丄
425
放曽滤光片后也可列等式丄•二丄
3625
比照两等式可得1,=91；
因而吸收率为丄
--9
16、解：
辐亮度和发光面积•可得I=LScos0=LS
由立体角公式Q=4^sin［彳）可得
半顶角为亍的立体/ftQ,=4^sin22.5?
半顶角为15的立体角Q=4^sin20.75°
■
I人I而二者Z间的辐通量<
I>
=IAQ=1（Q,.Q2）=
17、解：
l2知功率P・立体角Q=4^sin2^yJ=4^sin20.0005・界|何直径D
辐射强度1=-4M射亮度L=丄二一1
QA
激光的光通備为叭二PKmV〔A〕
发光强度if巻照度
1&
因为是朗们体.因而L与方向无关.又因为两平面平行.
•_Icos〃LAcos20
••t=——；
—=；
d2d2
逆时针旋转•辐射强度不变.被朋平浙法线与照射方向夹角变小
Icos〔〃一°
〕LAcosOcos〔〃一°
〕
・・E=-d3=d3
19、解:
CPCP夹角
・1toglIcos60LScos45’cos60
・・l=LScos45E=；
——=；
=
l2I2
20、解：
u知朮照度.发Ttlfiin径.照射弾离
・・匸LA.-El2El2O.2x〔3.844xio5〕*
•E=—r-..L=——==:
I2AfD?
^x34762
刃—
〔2丿
21、解：
小光源右：
玻璃片I:
产生的照度E=4=8
小玻璃片接收到的功P=EA=E打=8^xO.O32=
玻璃片反射的功率PJqP=0.5P=
P‘由朗伯体小圆盘辐射强度公式可知.辐射强度r=-
通过光栏局部的立体角为q=4=-
hh
D.丫
龙0.0022
~3"
~
所以通过光栏的辐射通暈0=ro=
22'
備系统辐射M盘处的辐照度匚半恻盘接收到的辐射功率P=EA=E;
rR2
恻盘反射的功率P=pP
fl朗们体小関盘辐射公式对知，辐射强度1=-
所以系统接收到11你反射的功率得证
23、解：
24、鱗：
由立体角投影定理对知，假设I-定，4A、的周界淀.那么AA*在AA上产生的辐照
度与AA,形状无关。
那么球曲对距球心1的点上的辐照度的等效啲枳就是球血经过该点的所有切线与球面交点的轨迹所组成的圆的面积。
设该轨迹関的半径为r,轨迹恻所对应立体角的半顶角为0
那么h等式cos0=—="
尺|>
1得轨迹M面积A=^r
R1
[2.r2
轨迹MifnT!
'
.该点趾离）（=lcos0sin0=―|—
A
该轨迹闘所对应的立体角q=4
1/
nR?
所以辐照SE=LQ=^y
2&
斛：
点源像闘盘发岀的辐射功率p二g
第三章
以频率为变量^=^11诂口
以波数为变呈心：
=8;
rhc讨J
%t）
2、解，山维恩位移定律可知心T二b
Cv5
将黑体辐射出射度.用频率为变呈农示M吨二计尹口将上式对频率求导.令倒数为冬对紂一=二3
ex-l
用逐次逼近可得x=^-=2.821
cT
2X。
I
由上式得出vm•由第一个式了得出2m二者相乘得&
叫1二二^c=0.568c
4.968
光诺光子辐出度旳沁召幕、-令x=^・并对Q从0积分
pxbbAeSL]AT
4、解：
由M』h=bT可得到该辐出度时的淞度
再由维恩位移定律AmT=b側到所求波长
5、解：
由M,〞bb=bT°
J^C知温度时的辐出度
温度的变化引起的辐出度的变化△M=b,AT5（注意温度巾・位咚是K〉
那么功率的变化AP=AMA
6、解：
山己知温度得到峰值波K心和全辐射出射度M
然后根据f（盯）和F（/IT）两个函数求出对应波长和波K段的辐出度
7、解：
由U■知温度得到峰们波K心和全辐射出射度M
那么AM严f〔人T〕M.-f〔易T〕M.
8、解：
（1）由温度可以得岀范围内的辐出度M.因为是黑体•所以M=^L
ce—]4/rL
rfoL=——丿方以心=
4；
rC
（2）P=MA
9、解：
；
黑体辐射出射度的峰值Mmhb=b,T5两边同时取对数
|gM^,bb=|gS+51gT
M以@lgM导山・lgT対数伞标系中峰ffL为条直线
11、解：
（1Q二Pdi=onTd【
12、解：
4T=b
13、解：
P=aT4AQ=Pini=―——
25.115
14、解：
役矩形辐射啲发射率为£
那么M=6TTT4
T_TA
T+__hdh
1H
T.+i
/IH「
=V5（T2-T,）L哼右[T“]
=^£
（1+P+P2+P'
+Pj
得证
15、解：
从热容角度dQ=-cmdT=・cp^lyIklT二一占cQr/klT
从功率角度dQ=Pd匸MAd匸aoTPdldt
一•者列等式化简.并对两边同时积分可得
1〈
600
-T3
L3
2700
«
=1.98s
16.解：
热平衡时Pq+£
bT；
A=£
bT24A可nWiA=2.27xl03cm2
升温Z后〔P〃+qT「A〕dt=6^T24Adl+cdT移项后积分
cdT
t=f.dt=J：
其中令p厂衍"
Ast"
（1）平板一发岀被平板二单位时间单位而积所接受的能量Q严My
Z后经过不断反射，平板二接收的后续的能呈是以“小为公比的等比数列
其+Pi=l-a,p2=l-a2
（2）类似方法.平板•搖收的能暈是以Q=MIp2a1.公比为口门的等比数列
因而总能駅为Q二
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