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1红外辐射的基本特点：1）人眼不敏感，使用红外探测仪探测2）光量子能量小3）热效应比可见光强4）更易于吸收。
2红外系统的特点：1）尺寸小、重量轻2）能有效抗可见光伪装3）白天夜间都能工作4）比雷达更精确5）对辅助设备要求少。
3辐射能Q：以电磁波的形式发射、传输和接收的能量。
辐射功率P：发射、传输或接收辐射能的时间速率。
辐射强度I：描述点辐射源特性的辐射量。
辐射出射度M：辐射源单位表面积向半球空间内发射的辐射功率。
辐射亮度L：辐射源在某一方向上的单位投影面积向单位立体角中发射的辐射功率。
辐射照度E：被照表面的单位面积上接收到的辐射功率。
4朗伯小面源的I、L、M关系：I=Lcosθ∆A，M=πL。
5辐射度量的基本规律：距离平方反比定律：辐射强度为I的点源，在距离它ι处且与辐射线垂直的平面上产生的辐射照度与I成正比，E=Icosθ/ι2。
互易定理：两面元所传递的辐射功率之比等于两辐射面的辐射亮度之比。
6圆盘：Iθ=I0cosθP=πI0球面：I0=πLR2P=4πI0半球面：Iθ=1/2πLR2(1+ cosθ) P=2πI07发光的种类：化学发光、光致发光、电致发光、热辐射。
好的吸收体必是好的发射体。
8基尔霍夫定律：热平衡条件下，物体的辐射出射度与吸收率的壁纸等于空腔中的辐射照度，与物体的性质无关。
9黑体：任何温度下能够全部吸收任何波长入射辐射的物体。
反射率和透射率为零，吸收率为1，黑体为朗伯辐射体。
10黑体辐射特征：1）光谱辐射出射度随波长连续变化，每条曲线只有一个极大值2）曲线随温度的升高而整体升高3）曲线不相交，温度越高，光谱辐射出射度越大4）峰值波长随温度升高而减小5）黑体辐射只与黑体的绝对温度有关（维恩位移定律表明其成反比）11物体的发射率：在指定温度T时的辐射量与同温度黑体的相应辐射量的比值。
12发射率的一般规律：1）朗伯辐射体三种发射率相等2）金属的发射率较低，随温度升高而增高3）非金属的发射率较大随温度的升高而降低4）介质的光谱发射率随波长变化而变化。
第一章红外光学材料基础1.1 引言在研制和使用红外光学材料时，必然要涉及到材料的光学和力学性质，如透过率、吸收系数、发射率、折射指数、色散等光学性质，还有断裂强度、断裂韧性等力学性质，以及使用环境对材料性能的影响如抗热冲击、沙蚀、雨蚀等。
这就需要对这些参数的含义以及物理过程能有一个基本的了解。
因此，本章所叙述的基础知识都是直接和材料性能密切相关的，以便读者能比较容易的地了解以后的内容。
1.2 大气窗口高于绝对零度的任何物体都会产生热辐射。
这种热辐射本质上是电磁波，也称为电磁辐射。
其特性可以用频率ν和波长λ表示。
这种电磁辐射波的传播速度，c=λν，c为光速（c＝2.99792458×108m/s）。
自然界存在各种不同频率（或波长）的电磁波，如γ射线、х射线、紫外线、可见光、红外线、微波等。
在表1-1中给出了各种电磁波所对应的波长和频率。
根据普朗克理论，室温（300K）下物体辐射电磁波的波长处于红外波段。
先进的红外探测器（如InSb、HgCdTe、PbSnTe等）能在红外波段远距离“看见”辐射红外电磁波的物体形貌。
红外辐射经过在空气中的传播才可到达探测器。
理论和实验都证明大气层中辐射电磁波的传播将会随距离而衰减。
这是由于大气本身对辐射电磁波的吸收和散射作用，从而导致辐射电磁波强度随传播距离而降低。
表1-1各种电磁波所对应的波长和频率地球表面上的大气随着离开地面的距离按其特性（如温度、大气组成等）可分为五层：对流层（0 km ~12km），平流层（12 km ~50km），中间层（50 km ~80km），电离层（80 km ~500km），逸散层（500 km ~750km）。
影响人们生活以及红外光学应用主要是对流层，对流层的特点是气体密度大，且随高度的增加温度下降。
大气是由两部分气体组成。
不变气体（N2、O2、Ar、H、He等）和可变气体（H2O、CO2、CO、O3、CH4等）。
前者成分比例及含量基本上不随时间地点而变化，后者则随时间地点在变化，这两部分构成了大气的主要成分。
