图书介绍
红外物理学pdf电子书版本下载
- 陈衡编著 著
- 出版社： 北京：国防工业出版社
- ISBN：15034·2892
- 出版时间：1985
- 标注页数：441页
- 文件大小：23MB
- 文件页数：452页
- 主题词：
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图书目录
第一篇 红外物理学概论和辐射度量 1
第一章 红外物理学的研究对象 2
1.1 红外线的基本知识 2
1.2 红外物理学的研究对象和理论方法 3
第二章 红外辐射度学基础 5
2.1 引言 5
2.2 基本辐射量和光谱辐射量 6
2.2.1 基本辐射量 7
2.2.2 光谱辐射量和光子辐射量 10
2.3 朗伯余弦定律和漫辐射源的辐射特性 11
2.3.1 朗伯余弦定律 12
2.3.2 漫辐射源的辐射特性 12
2.4 辐射量计算举例 14
2.5 辐射在传输媒质中的衰减 16
2.5.1 反射比、吸收比和透射比 17
2.5.2 容易混淆的几个概念 吸收系数 18
2.5.3 散射系数和衰减系数 20
2.5.4 衰减媒质的透射 21
2.5.5 考虑媒质衰减时的辐射计算 21
第三章 红外辐射测量原理 23
3.1 红外辐射计 23
3.1.1 红外辐射计的基本组件和功能 24
3.1.2 红外辐射计的选择和设计考虑 25
3.2 红外辐射计的定标原理 26
3.2.1 响应度定标 26
3.2.2 实际瞬时视场 33
3.2.3 频率响应 34
3.2.4 光谱响应 35
3.2.5 噪声水平 35
3.3 测量及其结果的处理 36
3.3.1 峰值标准化 37
3.3.2 峰值标准化举例 39
3.3.3 其它标准化方法 41
3.4 测量结果的描述 42
3.4.1 背景辐射的非统计描述 43
3.4.2 背景辐射的统计描述 45
第二篇 红外辐射的发射与吸收 50
第四章 红外热辐射与连续谱红外源 51
4.1 辐射起源的经典物理模型 51
4.1.1 自由电子模型 51
4.1.2 谐振子模型 51
4.1.3 阻尼振子模型 52
4.1.4 振子耦合与辐射连续区的形成 54
4.2 黑体热辐射的基本规律 55
4.2.1 基尔霍夫定律和黑体模型 56
4.2.2 黑体辐射的量子模型和普朗克辐射定律 57
4.2.3 维恩位移定律 61
4.3.1 黑体辐射函数表 62
4.3 黑体辐射的简易计算方法 62
4.2.4 斯蒂芬-玻耳兹曼定律 62
4.3.2 近似公式计算法 63
4.3.3 其它简易计算法 64
4.4 黑体辐射定律的推论 68
4.4.1 辐射的光谱效率和工程最佳值 69
4.4.2 辐射对比度 69
4.5 发射率和实际物体的热辐射 71
4.5.1 发射率的定义和实际物体的热辐射 71
4.5.2 影响发射比的因素 73
4.5.3 半透明体的热辐射性质 76
4.5.4 发射比与材料光学及电学参数的关系 80
4.5.5 非均匀涂层的辐射特性 83
4.6 辐射热传递的基本原理 88
4.6.1 两个物体间的直接辐射传递 88
4.6.2 亥姆霍茨互易性定理 90
4.7 典型热辐射红外源 91
4.6.3 辐射热传递的一般分析 91
4.7.1 腔型黑体辐射源 92
4.7.2 目标和背景的辐射 99
第五章 不连续谱红外辐射 105
5.1 分子结构和内部运动 105
5.1.1 分子的结构键合 105
5.1.2 分子的内部运动及其能量 106
5.2 分子光谱的形成 107
5.2.1 分子的能级和带状谱的形成 107
5.2.2 分子的红外光谱及其产生条件 108
5.3 双原子分子的红外光谱 110
5.3.1 双原子分子的转动光谱 110
5.3.2 双原子分子的振动光谱 112
5.3.3 双原子分子的振动-转动光谱 114
5.3.4 吸收带的外形和强度分布 117
5.4.1 多原子分子的转动光谱 118
5.4 多原子分子的红外光谱 118
5.4.2 多原子分子的振动光谱 120
5.4.3 多原子分子的振动-转动光谱 123
5.5 光谱线的展宽和线型 127
5.5.1 谱线的自然宽度 127
5.5.2 压力展宽 130
5.5.3 多普勒展宽 132
5.5.4 两种线型展宽的比较 134
5.6 固体中的结构键合与能态 135
5.6.1 固体的结构键合 135
5.6.2 固体中电子的能带和运动 135
5.6.3 固体中电子的能量分布 136
5.6.4 晶格振动和能量交换 137
5.7 固体红外光谱的一般特征 137
5.7.1 从气态到固态时的光谱变化 137
5.7.2 固体光谱的其它特征 138
5.8 固体中的本征吸收带和晶格振动吸收带 139
5.9 局部态间跃迁产生的红外光谱 140
5.9.1 晶场光谱 141
5.9.2 激子光谱 142
5.9.3 色心吸收 143
5.10 半导体的复合辐射与吸收光谱 144
5.10.1 带际跃迁吸收 144
5.10.2 复合辐射 148
5.10.3 杂质参与的吸收和发射 149
5.10.4 自由载流子吸收 151
第六章 强相干红外辐射的产生与远红外谱的开拓 152
6.1 引言 152
6.2 光学混频产生的红外辐射 154
6.2.1 非线性光学效应的基本原理 154
6.2.2 差频混频产生的红外辐射 155
6.2.3 相位匹配问题 158
6.3 红外参量振荡器 162
6.2.4 非线性晶体和激光源的选择 162
6.3.1 参量增益和阈值泵浦条件 163
6.3.2 参量转换效率 167
6.3.3 参量振荡器的输出和光谱性质 168
6.4 通过拉曼过程产生的红外辐射 170
6.4.1 自发拉曼散射和斯托克斯光发射 170
6.4.2 受激拉曼散射产生的红外辐射 171
6.4.3 通过拉曼过程的四波混频产生的红外辐射 174
6.4.4 通过自旋反转拉曼混频产生的红外辐射 177
6.5 光泵气体激光器 179
6.5.1 光泵气体激光器的一般原理 179
6.5.2 基于电子跃迁的光泵气体激光器 181
6.5.3 基于振动-转动跃迁的光泵激光器 182
6.5.4 基于纯转动跃迁或反演跃迁的光泵激光器 184
6.5.5 光泵远红外激光器性能的理论分析 185
7.1.1 单色仪 188
7.1 红外光谱测量的基本设备 188
第七章 材料基本辐射参数的测量 188
7.1.2 色散型红外分光光度计 189
7.1.3 傅里叶变换红外光谱仪 190
7.2 红外发射比测量 192
7.2.1 测量红外发射比的意义和注意事项 192
7.2.2 半球全发射比测量 194
7.2.3 法向全发射比测量 197
7.2.4 法向光谱发射比测量 199
7.2.5 宽带发射比测量 204
7.2.6 地物发射比的野外测量 206
7.3 红外反射比测量 208
7.3.1 反射度学的基本概念 208
7.3.2 积分球反射计 211
7.3.3 热腔反射计 215
7.3.4 半球镜反射计 216
7.3.5 椭球镜和抛物镜反射计 218
7.3.6 镜向反射比测量 221
7.3.7 地物反射比的野外测量 222
7.4 红外吸收和透射测量 223
第三篇 红外辐射的传输 225
第八章 红外辐射在大气中的传输 226
8.1 大气效应及其对辐射传输的影响 226
8.2 地球大气层的结构和性质 229
8.2.1 大气组成及其分布 229
8.2.2 大气的温度和压强分布 235
8.2.3 模型大气 237
8.2.4 大气的辐射透射特性 239
8.3 大气的吸收衰减 239
8.3.1 大气组分红外吸收光谱及其特征 239
8.3.2 分子吸收的逐线计算法 241
8.3.3 分子吸收的带模型计算法 245
8.3.4 大气窗口区的连续吸收和气溶胶吸收 251
8.4 大气的散射衰减 257
8.4.1 散射系数 258
8.4.2 大气散射系数的经验计算法 261
8.4.3 云雾雨雪的散射与衰减 262
8.5 大气传输的实验测量方法 264
8.5.1 野外测量 264
8.5.2 实验室模拟测量 266
8.6 辐射在湍流大气中的传输 267
8.6.1 大气闪烁及其对红外系统性能的影响 268
8.6.2 湍流引起的光束方向、相位和偏振抖动 269
8.7 激光辐射在大气中的传输 271
8.7.1 线性传输效应 271
8.7.2 非线性传输效应——热晕 279
第九章 红外辐射在凝聚态媒质中的传输 281
9.1 红外光学材料的性能要求 281
9.1.1 红外光学材料性能的一般要求 281
9.1.2 典型红外透射材料性能 283
9.1.3 专用红外材料的选择 289
9.2 均匀媒质中辐射传输的普遍电磁理论 290
9.2.1 辐射在自由空间和均匀电介质中的传播 291
9.2.2 辐射在无限均匀导电媒质中的传播 293
9.3 不连续媒质界面上的辐射传输理论 296
9.3.1 反射、折射和斯涅耳定律 296
9.3.2 两种电介质界面上的反射和菲涅耳定律 297
9.3.3 空气-导电媒质界面上的反射 299
9.4 高反射膜的物理基础 301
9.4.1 金属高反射膜 301
9.4.2 介质-金属高反射膜 301
9.4.3 多层全介质高反射膜 302
9.5 增透膜的物理基础 303
9.5.1 单层增透膜 303
9.5.2 双层和多层增透膜 305
9.6 分色滤光片的物理基础 309
9.7 红外辐射在透射材料中的衰减 311
9.7.1 固态红外透射材料中的吸收衰减 312
9.7.2 红外透射区中的散射衰减 316
9.8 色散理论 318
9.8.1 电介质的色散理论 318
9.8.2 自由载流子引起的色散 321
9.8.3 克喇末-克朗尼格关系和光学参数的内在联系 323
第四篇 红外探测的物理基础 327
第十章 红外探测器概论 328
10.1 红外探测器的分类和基本原理 328
10.1.1 热探测器 328
10.1.2 光子探测器 329
10.1.3 成象探测器 332
10.2 探测器参数和性能指标 335
10.2.1 测量与使用条件参数 335
10.2.2 探测器的性能指标 340
10.3.1 响应特性的测量 344
10.3 探测器参数测量 344
10.3.2 噪声特性的测量 347
10.3.3 时间常数测量 348
10.4 特定条件下的响应度和D*计算 349
第十一章 理想光子探测器 351
11.1 载流子在偏置电场和磁场中的运动 351
11.1.1 平衡状态下的载流子浓度分布 351
11.1.2 非平衡载流子的产生与复合 354
11.1.3 载流子在外加电场和磁场中的运动 357
11.2 光电导效应和光电导探测器 360
11.2.1 本征光电导 360
11.2.2 杂质光电导 366
11.3 光磁电效应和光磁电探测器 368
11.4 光伏效应和光伏探测器 371
11.5 理想光子探测器的限制性噪声和性能极限 375
11.5.1 光电事件的随机分布和探测噪声 375
11.5.2 背景限光子探测器性能 376
11.5.3 信号噪声限光子探测器性能 379
11.6 理想光子探测器的外差探测性能 379
11.6.1 外差转换和噪声 379
11.6.2 天线定理 381
11.6.3 混频定理 383
第十二章 理想热探测器 386
12.1 电阻测辐射热器 386
12.2 测辐射温差电偶和热电堆 389
12.3 热释电探测器 393
12.3.1 热释电效应和热释电探测器 394
12.3.2 热释电探测器的响应特性 394
12.4 理想热探测器的性能极限 398
12.4.1 热探测器自身温度起伏决定的性能 398
12.4.2 背景辐射决定的热探测器性能极限 399
13.1.1 热噪声 405
13.1 实际红外探测器的限制性噪声机构 405
第十三章 实际红外探测器的噪声和性能限制 405
13.1.2 电流噪声或1/f噪声 406
13.1.3 产生-复合(g-r)噪声 407
13.1.4 散粒噪声 410
13.1.5 温度噪声 412
13.1.6 介质损耗噪声 414
13.2 不同噪声限的探测器性能 416
13.2.1 光电导探测器性能 416
13.2.2 光伏探测器性能 418
13.2.3 测辐射热敏电阻性能 420
13.2.4 热释电探测器性能 421
13.3 放大器噪声及其对探测器性能的影响 425
13.4 噪声与探测的统计学 427
13.4.1 噪声的统计学 427
13.4.2 探测的统计学 429
主要参考文献 432