第3章 光辐射探测器
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大学辐射探测器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握大学辐射探测器的基本原理和构成,了解不同类型的辐射探测器及其适用场合。
2. 使学生理解辐射探测器在核辐射测量中的应用,掌握相关的物理概念和数学表达式。
3. 帮助学生了解辐射探测器在环境保护、核安全以及医疗卫生等领域的实际应用。
技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识分析和解决实际辐射探测问题的能力。
2. 提高学生实际操作辐射探测器的技能,包括设备的调试、使用和维护。
3. 培养学生运用相关软件进行辐射数据处理和分析的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对核辐射探测领域的兴趣和求知欲,激发他们主动探索科学问题的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在学术探讨中尊重事实、严谨治学的态度。
3. 强化学生的安全意识,让他们认识到核辐射探测在保护人类健康和环境安全方面的重要性。
课程性质:本课程为专业核心课程,以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点:大学高年级学生,具备一定的物理学和数学基础,具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化学生的实际操作技能,培养他们在核辐射探测领域的专业素养。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关领域的研究和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 辐射探测器原理:包括核辐射基本概念、探测器的工作原理、射线与物质的相互作用。
- 教材章节:第一章 核辐射探测器基础- 内容:放射性衰变、射线分类、探测器响应原理、光电效应、康普顿散射等。
2. 辐射探测器类型:介绍各种类型的辐射探测器及其特点、应用。
- 教材章节:第二章 不同类型的辐射探测器- 内容:气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器、热电离探测器等。
3. 辐射探测器的应用:讲解辐射探测器在各个领域的应用,如环境保护、核安全、医疗卫生等。
- 教材章节:第三章 辐射探测器的应用- 内容:环境辐射监测、核事故应急响应、放射性物质检测、核医学成像等。
《辐射度、光度与色度及其测量》习题及思考题第一章辐射度量、光辐射度量基础1.通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段?2.简述发光强度、亮度、光出射度、照度等定义及其单位。
3.试述辐射度量与光度量的联系和区别。
4.人眼视觉的分为哪三种响应?明暗和色彩适应各指什么?5.何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度?6.试述人眼的分辨力的定义及其特点。
7.简述人眼对间断光的响应特性,举例利用此特性的应用。
8.人眼及人眼-脑的调制传递函数具有什么特点?9.描述彩色的明度、色调和饱和度是怎样定义的,如何用空间纺锤体进行表示?10.什么是颜色的恒常性、色对比、明度加法定理和色觉缺陷。
11.简述扬-赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的对立颜色学说。
12.朗伯辐射体是怎样定义的?其有哪些主要特性?13.太阳的亮度L=1.9⨯109 cd/m2,光视效能K=100,试求太阳表面的温度。
14.已知太阳常数(大气层外的辐射照度)E=1.95 cal/min/cm2,求太阳的表面温度(已知太阳半径R s=6.955⨯105 km,日地平均距离L=1.495⨯109 km)。
15.某一具有良好散射透射特性的球形灯,它的直径是20cm,光通量为2000lm,该球形灯在其中心下方l=2m处A点的水平面上产生的照度E等于40lx,试用下述两种方法确定这球形灯的亮度。
(1)用球形灯的发光强度;(2) 用该灯在A点产生的照度和对A点所张的立体角。
16.假定一个功率(辐射通量)为60W的钨丝充气灯泡在各方向均匀发光,求其发光强度。
17.有一直径d=50mm的标准白板,在与板面法线成45︒角处测得发光强度为0.5cd,试分别计算该板的光出射度M v、亮度L和光通量Φv。
18.一束光通量为620lm,波长为460nm的蓝光射在一个白色屏幕上,问屏幕上在1分钟内接受多少能量?19.一个25W的小灯泡离另一个100W的小灯泡1m,今以陆米-布洛洪光度计置于两者之间,为使光度计内漫射“白板”T的两表明有相等的光照度,问该漫射板T应放在何处?20.氦氖激光器发射出波长632nm的激光束3mW,此光束的光通量为多少?若激光束的发散半角1mrad,放电毛细管的直径为1mm,并且人眼只能观看1cd/cm的亮度,问所戴保护眼镜的透射比应为多少?21.在离发光强度为55cd的某光源2.2m处有一屏幕,假定屏幕的法线通过该光源,试求屏幕上的光照度。
光学辐射探测的应用——基于红外成像的生命探测仪1光学辐射探测简介光学辐射是波长10nm~1mm之间的电磁辐射,包括紫外光、红外光以及可见光,可见光波长380~780nm,由于光波是电磁波的一种,因而它具有电磁波的基本特性。
以电磁波形式或粒子(光子)形式传播的能量,可以用平面镜、透镜或棱镜之类的光学元件反射、成像或色散,这种能量传播的过程称为辐射。
辐射度学:是一门测量电磁辐射的科学和技术。
在整个电磁辐射波谱范围内,不同波段的辐射能可以用不同的测量方法进行测量[1]。
光辐射探测器是一种用来探测光辐射的器件(军用光学中最常用的是可见光和红外辐射),它通过把光辐射转换成易于测量的电量来实现对光辐射的探测,是光探测系统的重要组成部分。
为了深入研究光辐射的探测过程以及对光探测系统的性能进行正确的分析计算,首先要了解光辐射探测器赖以工作的物理效应、光电转换的基本规律和光辐射探测器的特性参数。
从不同的角度出发可以将光辐射探测器分为不同的类型。
按其是否成像可以分为成像型和非成像型辐射探测器,按工作方式可以分为相干探测和非相干探测,按其反应机理可以分为光子探测器和热探测器,按其结构可分为单元和多元探测器,下面就部分类型进行介绍:热探测器是基于光辐射与物质相互作用的热效应制成的器件。
这是一类研究最早并且较早得到实际应用的探测器。
由于其中的相当多探测器不需制冷,以及在全部波长上具有平坦响应两大特点,一直有广泛的应用。
而另外由于其在红外热辐射领域具有较好的大气传输特性,因此,红外热辐射的探测近年已经成为军事及民用发展的重要方向。
2红外热成像技术红外热成像技术最早在军事领域得到广泛应用,并且已经成为军事应用中具有重要战略地位的高新技术手段。
除此之外,红外成像技术还应用于各个方面,比如:应用于卫星的侦查、遥感和预警,对国家安全和经济利益有重大的影响;应用于战场系统中,避免电磁干扰,获取战场信息优势,成为获得胜利的主要技术;服务于飞机、舰艇、车辆的夜间导航与侦查,现代装备大部分装有红外仪器;应用于导弹的精确制导方面,成为重要反坦克导弹和肩射地空导弹发射的热瞄具;广泛应用于海上巡逻与救援、编队航行等方面。