第一章IRl，如图1.设在半径为的点源的圆盘中心法线上，距盘圆中心为S处有一个辐射强度为ec0所示。试计算该点源发射到盘圆的辐射功率。?de?Ie?d解：因为，SdSlR??c0??????cos1d?d?d???2sinR2cr0且??1.1题图第l??0??1?2??22R?l??c0??l??0??I1??Id??2所以??eee22Rl???c0?LlA；被照面的，面源法线与，辐射亮度为的夹角为2.如图所示，设小面源的面积为?sse0A?AAAl上?为辐射在被照面，到面源??的距离为?。若的入射角，试计算小面源在面积为cccsc0产生的辐射照度。dIe?Le??cosA:解：亮度定义rr??s?I:强度定ceL?dle0A??s??cosAdd??L?c可得辐射通量：sees?cos?Acc?d?在给定方向上立体角为：题图1.2第2l0??cosd?cosL?Acssee?E?A上辐射照度为：则在小面源在?ce2dAl0，其各处的假如有一个按朗伯余弦定律发射辐射的大扩展源（如红外装置面对的天空背景）3.的探测器表面上产生的辐照度。L均相同，试计算该扩展源在面积为A辐亮度de?cosA?d?d?LcosdAd?Ld????d答：由，且得??ee?22cosddA?r?lrdr?2?2????LEdLl??则辐照度：??eee20022r?l霓虹灯发的光是热辐射吗？4.在两端放置有电极的真空充入氖或氩等惰性气体，霓虹灯发的光是电致发光，不是热辐射。使原子中气体中的原子或离子受到被电场加速的电子的轰击，当两极间的电压增加到一定数值时，的电子受到激发。当它由激发状态回复到正常状态会发光，这一过程称为电致发光过程。5.刚粉刷完的房间从房外远处看，它的窗口总是显的特别黑暗，这是为什么？容易产生几何答：刚粉刷完的房间可以看成一个光学谐振腔，由于刚粉刷完的墙壁比较光滑，偏折损耗，故看起来总是特别黑。T?的6.从黑体辐射曲线图可以看出，不同温度下的黑体辐射曲线的极大值处的波长随温度m?升高而减小。试由普朗克热辐射公式导出常数T=mC11?M()T证明：?eC5?21e??T．CC22??e2?T6??)M(T?C5CT?e11???CC5???2221)??1(ee??TT)?M(T?e=0令，解得：??3??Km?T?2.898?10。得证m。试有普朗克的辐射公式7.黑体辐射曲线下的面积等于等于在相应温度下黑体的辐射出射度M与温度T的四次方成正比，即导出M4T?M=常数4-82W/m波耳兹曼定律，其中常数为K5.6710这一关系式称斯特藩-C11?(T)MP9进行积分即可证明。，对公式解答：教材?eC5?21e??T黑体辐射，此辐射的单体辐射出射度8.宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀背景辐射相当于3K在什么波长下有极大值？T思路分析：通过1.6题不难看出，对于黑体辐射，当辐射出射度取最大值时，波长和温度有关系，且乘积为常数，此题便可利用这个关系直接求解。解题过程如下：3??K2.898?10m?T?可知解：由1.6mT=3K3??m?0.966?10m9.常用的彩色胶卷一般分为日光型和灯光型。你知道这是按什么区分的吗？常用日光型和灯光型是按色温来区别的。为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，答：。色温度是指在规定两波长具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的K到色温度这个量，单位为温度。???ddv???d~?~v?dvv?间黑体辐射能为频率在间黑体辐射能量密度，10.为波长在v????33???1exp?hv?8khvcT?量密度。已知，试求。vB???C，通过全微分进行计算。解答：由11如果激光器和微波器分别在λ=10μm，λ=500nm和ν=3000MHz输出一瓦的连续功率，问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数分别是多少？hCN?PNhv?P?解答：，1?n?W?nh1由能量守恒可得：?h8c?10313??10????3时，当=10um16??10?101．1119105.03??n??113?34?103??10h?6.62618c103?14??10???6?=500nm时，当29??10?5002111810??n??2.5121434??10?10?h66.626?21123?10???n?5.02=3000M时当934??10?10?h36.626?和n），相应的频率为ν（波长为λ），各能级上的粒子数为和E（g=g12设一对激光能级为E22211。求n1？/n=1）当ν=3000MHz，T=300K时，n（12？/n=2）当λ=1μm，T=300K时，n（12？。温度T=3）当λ=1μm，n/n=0.1（12?EE?hgn12??4?TkkT10?4.8?220.99?e??e?e解答：（1）BBgn11EE?gn12c?Tk??22e??ct?（得，代入2）由可求出B?gn11?EE?hhcgn12????TkkTk21?2210e???e1.45?e?BBBgn11EE??gn12h?Tk22e??ln0.1?（3）=0.1BgnTk11B?h3K10?T??6.25?0.1klnB??1A。13试证明，由于自发辐射，原子在E能级的平均寿命21s2dn?21)(为平均寿命，可理解为跃迁...