太阳辐射的度量

yanglin200801

　在光辐射与光的应用技术中，为了对辐射与光进行定量测量与研究，规定了下列关于光辐射与光照的度量及单位。
　　辐照度：以电磁波形式发射、传播或接收的能量称为辐射能，单位为J；在单位时间内发射、传播或接收的辐射能称辐射功率，单位为W；在单位时间内投射到或通过某单位面积的辐射能，称为辐照度，单位为W/m2。在光的热效应或辐射能利用中，应以辐照度作为计量单位。
　　照度：人的视觉器官接受光的刺激而产生视觉。人眼对辐射的反应具有很强的选择性。正常人眼明视觉最大的光谱光效率在555nm处，而在可见光400~700nm以外的光效率为零。据规定，具有均匀发光强度为1坎，单位为cd的点光源在单位立体角内发射的光通量定为1流明，单位为Lm。到达或通过某单位面积的光通量称为光照度或照度勒克斯，单位为Lx。在研究人及某些动物的视觉环境时，应以照度作为计量单位。
　　量子流密度：爱因斯坦的量子学说中把光辐射描述为不连续的细小粒子流。每一个粒子叫做光子或光量子。量子打击物质量，量子的能量将转移到被打击的物质电子上，于是物质分子或原子被激活引起光化学反应。
　　光化学定律指出：吸收一个量子，只能激活一个分子或原子。因量子的能量与其波长成反比，故在研究光电效应或光化学反应如光合作用与光照的关系时，应该以量子流密度作为计量光辐射的单位更为合理。
　　在实际应用中，将单位时间到达或通过单位面积的摩尔量子数，定义为量子流密度，单位为爱因斯坦(E)或微爱因斯坦(μE)。
　　1E=106μE=1mol量子/s·m2=6.022×1023量子/s·m2
　　一个量子所具有的能量[q(λ)，J]为：
　　J(8-1)
　　式中：h——普朗克常数，h=6.625×10-34J·s；
　　C——光速，C=2.998×108m/s；
　　λ——波长，m。
　　在现代研究植物光合作用与光照问题的应用技术中，应以生理辐射范围的量子流密度作为评价光辐射的物理量。目前，美国拉哥公司生产的太阳能监测仪，就带有植物生理辐射的量子流密度传感器，可直接测出研究环境的量子流密度。
　　上述三种计量单位中，辐照度、照度、量子流密度与光谱能量分布密切相关，它们之间并无固定的比例关系。三者只有在确定的光谱能量分布条件下，才有明确的相关关系。目前在光照与作物生长发育的研究中，辐照度、照度及量子流密度均在不同场合下使用，在一定意义上仍可反映光照与作物生育的关系。