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《红外技术及应用》教学大纲
课程英文名
InfraredTheoryandApplication
课程代码
04M0011
学分
2
总学时
32
理论学时
32
实验学时
0
上机学时
0
实践学时
0
课程类别
专业课
课程性质
选修
先修课程
《电路电子技术》《大学物理》
适用专业
电子科学与技术、电子科学与技术(卓越)、光电信息科学与工程
开课学院
光学与电子科技学院
执笔人
王兆坤
审定人
孟彦龙
制定时间
2025年01月
课程地位与课程目标
（一）课程地位
《红外技术及应用》课程是光电信息工程的专业的选修课。本课程学习红外技术的基本概念、辐射度学与光度学的区别、红外辐射的基本规律、红外辐射源及其探测器、红外辐射在大气中的传输、红外辐射测量仪器及测量技术等。
学习本课程目的是使学生了解红外理论的基本知识，掌握红外辐射原理及其检测技术，掌握利用红外技术进行部分物理量的检测技术，掌握设计红外器件时对电子技术的要求，从而达到拓宽视野，培养能够根据实际情况解决问题的能力。
（二）课程目标：
1、能够应用数学、物理、计算机等方面知识解决具有一定复杂性的红外辐射测量、红外光谱检测相关的技术问题；
2、能够识别、表述、归类需要解决的红外测量问题，并结合文献分析类比，提出解决利用红外技术来进行部分物理量检测的方案；
3、能够利用电脑和软件等现代工具，针对红外技术在实际生产实践领域内的应用进行数值分析，完成算法设计、界面设计、动画设计等，能够出具相应的工作原理图；
4、能够通过程序计算或搜索、试验等方法得出定量结果，改进设计方案，进行数据分析，以恰当的形式表达结果，并对结果进行合理的评价。
思政教育目标：
5、有机融入社会主义核心价值观、中国优秀传统和思想品德政治教育，并且通过了解红外技术的应用，树立科技强国的信念，了解提高仪器国产化率的意义，增强学生的民族自尊心、上进心和社会责任感。
二、课程目标达成的途径与方法
本课程采用理论教学、多媒体教学等多种教学手段，引入计算机辅助教学，布置相应作业来实现本课程的课程目标。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
课程目标
课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）
毕业要求1
毕业要求2
毕业要求3
毕业要求4
课程目标1
M
课程目标2
H
课程目标3
M
课程目标4
M
四、课程主要内容与基本要求
第1章红外技术的基本概念
红外概述；理解红外线的定义与波段划分；了解红外技术涉及的民用和军用领域，目前的发展与应用概况；结合红外技术在疫情中的应用，树立科技强国的信念，增强社会责任感。掌握红外系统的基本组成。
第2章光度学与辐射度学基础
了解描述辐射场和光度场的基本物理量；掌握朗伯余弦定理和漫反射辐射源的辐射特性；熟练掌握基本的辐射量计算方法；理解辐射的反射、吸收和透射规律。
第3章热辐射的基本规律
了解发光的种类；理解基尔霍夫定律；掌握绝对黑体的辐射定律及黑体辐射的简易计算方法；理解发射率的概念和测量方法；了解光谱辐射效率和辐射对比度的物理意义；掌握三种红外辐射测温的定义和原理。
第4章红外辐射源与红外探测器
理解光源相干性；掌握实际黑体的构成和实现方法，会利用高福公式计算实际黑体的发射率；了解能斯特灯、硅碳棒、钨带灯、汞灯等红外光源的特性；了解红外发光LED和红外激光器。通过介绍几何光学光学仪器和现代光学科技成果，使学生认识到光学与国家安全和人民生活有着密切关系，增加学生学习光学的社会责任感。
第5章红外辐射在大气中的传输
了解大气的结构和基本组成；了解大气中的主要吸收气体和主要散射粒子；理解大气吸收衰减和散射衰减的原理；掌握简化计算大气透射率的方法。通过了解中国风云四号卫星在大气红外探测的应用及其发展历程，增强学生的民族自信心。
第6章红外辐射测量仪器及基本参数测量
掌握单色仪的工作原理；掌握红外分光光度计的工作原理和应用；掌握傅里叶变换光谱仪的工作原理；理解基本辐射量测量的方法；理解物体发射率测量的方法；理解物体反射比测量的方法；掌握如何从噪声中提取信息。通过在教学中渗透辩证唯物主义教育,使学生逐渐学会用马克思主义观点、方法分析处理问题,从而把学生塑造成一个自觉的辩证唯物主义者。
五、课程学时安排
教学内容
教学时数
学习任务
对应课程目标
第一章红外技术的基本概念
2
了解红外技术的相关概念及讨论学习
课程目标1
第二章光度学与辐射度学基础
6
学习红外测量的理论知识，熟悉各个物理量的计算方法
课程目标1,2
第三章热辐射的基本规律
8
学习掌握热辐射的基本特点及原理
课程目标3,4
第四章红外辐射源与红外探测器
6
认识各种辐射源，课堂讨论及学习
课程目标1,4
第五章红外辐射在大气中的传输
4