[科普中国]-辐射通量

简介通量

在流体运动中，通量表示单位时间内流经某单位面积的某属性量，是表示某属性量输送强度的物理量。

辐射通量又称辐射功率，指单位时间内通过某一截面的辐射能，是以辐射形式发射、传播或接收的功率，单位为W（瓦），即1W=J/s（焦耳每秒）。它也是辐射能随时间的变化率Φ=dQ/dt 。目前测量辐射通量的方法一般是由直流电置换辐射通量的等价置换原理进行的。

实际上，辐射源所发射的能量往往由很多波长的单色辐射所组成，为了研究各种波长的辐射能量，还须对单一波长的光辐射作相应的规定。前面介绍的几个重要辐射量，都有与其相对应的光谱辐射量，光谱辐射量又叫辐射量的光谱密度，是辐射量随波长的变化率：
Φ(λ)=dΦ/dλ （1）
单位为W/μm（瓦每微米）,或W/nm（瓦每奈米）其中波长为λ的辐射通量与λ值有关。总辐射通量应该是各谱段辐射通量之和或辐射通量的积分值。

（2）

人眼感受到的辐射通量称为光通量。1

辐射通量密度辐射通量密度指单位时间内，单位面积上所接受的辐射能量。又称辐照通量密度。符号为E。通常用瓦·米表示。为辐射气候学和辐射测量学中的一个基本量。在气象学文献中又常被称为辐射强度（radiant intensity），但辐射强度严格地说应为辐射源单位立体角上在单位时间内所发射出的辐射通量。两者有所区别。

通过单位面积的辐射通量，SI单位为瓦/米的平方。等于包含有考虑的位点在内的无限小面积元上照射的辐射通量或辐射功率P除以此面积元的面积。(dP/dS，当在考虑的面积上的辐射功率为常数时，可简化成：E=P/S)。其SI制单位为w/㎡。对于不被靶物及其环境所散射或反射的垂直入射的平行光束而言，它和积分通量功率相当。

辐射通量密度的峰值维恩位移定律描述辐射能量峰值波长随温度升高向短波长的方向偏移，它表明高温地物发射波长较短的电磁波，如火山喷溢出的熔岩流发射红光（波长介于600―700nm）；低温地物发射波长较长的电磁波；而介于两者之间的常温地物，如地物在绝对温度为290K时，则发射峰值波长为10μm的热红外线。因此，维思位移定律将有助于对所要探测的目标，选择传感器的最佳工作波段。

斯蒂芬-****波尔兹曼定律指出黑体辐射通量与其绝对温度四次方成正比，M=σT4。

地物的发射率上述斯蒂芬济尔兹曼定律、维恩位移定律只适用于黑体辐射。但是在自然界中黑体辐射是不存在的，我们所见到的是一般地物，而一般地物的辐射要比黑体辐射小。如果利用黑体辐射的有关公式，则需增加一个因子，这个因子就是波谱比辐射率ελ。所谓地物的波谱比辐射率是指地物单位面积上辐射通量M1与同一温度下同面积黑体辐射通量M2之比值。即

ελ=(M1 (λ1T))/(M2 (λ2T))； M=εσT^4。

一般地物波谱比辐射率不仅与地面种类、表面状态、温度等有关，而且还与波长有关。因此，按波谱比辐射率与波长的不同关系，可以把辐射源分成三类。

①黑体或绝对黑体，其ελ=1，ελ不随波长变化。

②灰体，其ελ=常数