题目
朗伯辐射体的辐射出射度等于他的辐射亮度。( )
朗伯辐射体的辐射出射度等于他的辐射亮度。( )
题目解答
答案
错误
解析
考查要点:本题主要考查对朗伯辐射体基本性质的理解,以及辐射出射度与辐射亮度两个概念的区分。
关键思路:
- 朗伯辐射体的辐射亮度在法线方向最大,且遵循朗伯余弦定律(即辐射亮度与方向余弦成正比)。
- 辐射出射度是单位面积上向所有方向发出的总辐射能,而辐射亮度是特定方向的辐射强度。
- 通过积分关系可知,朗伯辐射体的辐射出射度是其法线方向辐射亮度的π倍,而非相等。
概念辨析
- 辐射亮度(Radiance):单位立体角内的辐射通量,描述特定方向的辐射强度。
- 对朗伯辐射体,辐射亮度在法线方向为$L$,其他方向为$L \cos\theta$($\theta$为观察方向与法线的夹角)。
- 辐射出射度(Radiant Exitance):单位面积上向外发射的总辐射通量(不考虑方向)。
- 需对所有方向的辐射亮度进行积分,结果为$\pi L$。
积分推导
朗伯辐射体的辐射出射度计算公式为:
$M = \int L \cos\theta \, d\Omega$
其中,$d\Omega = \sin\theta \, d\theta \, d\phi$,积分范围为整个半球空间。代入后得:
$M = L \int_0^{2\pi} d\phi \int_0^{\pi/2} \cos\theta \sin\theta \, d\theta = 2\pi L \int_0^{\pi/2} \cos\theta \sin\theta \, d\theta = \pi L$
因此,辐射出射度是法线方向辐射亮度的$\pi$倍,而非相等。