
【化】 monochromatic radiation
【计】 black and white; monochrome
radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-
单色辐射(Monochromatic Radiation)指由单一波长或频率构成的电磁波能量发射现象。该术语由"单色"(单一颜色)与"辐射"(能量传递)组合而成,在光学和量子物理领域具有重要研究价值。
根据国际照明委员会(CIE)的定义,理想单色辐射应满足Δλ/λ<0.01的窄带光谱特性。其核心特征包括:①波长成分单一性(美国国家标准与技术研究院NIST术语库);②能量量子化分布(普朗克辐射定律推导结论);③相干性优越(《现代光学原理》教材第三章)。
在工程应用中,单色辐射源常用于光谱分析仪校准(ISO 19232标准)、激光干涉测量(美国物理联合会应用物理系列)和光化学研究(《光化学与光生物学》期刊实验方法)。德国物理技术研究所(PTB)的辐射基准实验室即采用氦氖激光器作为633nm单色辐射标准源。
当前理论体系认为,绝对单色辐射属于理想模型。实际应用中,依据国际单位制对单色性的分级标准(BIPM文件),可接受辐射源的半峰宽需小于中心波长的1%才能归类为单色辐射范畴(国际计量局电磁辐射测量指南)。
主要参考来源:
单色辐射是物理学中描述特定能量特性辐射的术语,其核心含义和特性可归纳如下:
定义与基本特性
单色辐射指由单一波长(或极窄波长范围)电磁波组成的辐射,也可理解为由相同能量光子构成的辐射束流。在可见光范围内,通常指波长380-780 nm的电磁波。其特点是能量高度集中,无波长混合现象。
物理本质与数学表达
根据热辐射理论,单色辐射强度($I_lambda$)定义为:在波长$lambda$附近单位波长间隔内,单位表面积向半球空间所有方向发射的辐射能,单位为$mathrm{W/(m cdot mu m cdot Sr)}$。辐射力公式可表示为:
$$
E_lambda = int_0^infty I_lambda costheta , dOmega
$$
其中$theta$为辐射方向与法线夹角,$dOmega$为立体角微元。
实验与工程应用
在实验中通过准直器和吸收物质可验证其衰减规律:射线强度随物质厚度呈指数衰减,满足$I = I_0 e^{-mu x}$($mu$为线衰减系数)。工程上用于热辐射测量、光谱分析等领域,例如红外测温仪通过检测特定波长辐射强度推算温度。
实际限制
现实中不存在完全理想的单色辐射源,激光和线谱光源(如钠灯)接近单色特性,但仍存在微小波长展宽。这一特性在光学滤波、高精度光谱仪设计中尤为重要。
注:部分文献对“单色辐射力”定义存在表述差异(如显示矛盾答案),建议优先参考高权威性来源的定义。
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