朗伯体

一、定义
朗伯体(又称余弦辐射体、理想漫射体)是光学、辐射度学与光度学中的理想化模型,指表面的辐射亮度(L)在所有观测方向上均保持恒定的物体,即辐射亮度 L 与观测方向无关。

二、分类
根据光与表面的相互作用,朗伯体分为三类:
1. 朗伯辐射体

  • 理想的完全辐射体,自身发射的辐射在所有方向上亮度均匀,是热辐射理论的基准模型。
  • 典型实例:黑体

(图像来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/File:Erbe.gif

2.朗伯反射体

  • 入射光经表面反射后,在所有反射方向上亮度均匀,即理想漫反射体。

(图像来源:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/08/Lambert6.gif

  • 典型实例:标准白板/灰板、墙壁、白纸。

3.朗伯透射体

  • 入射光经表面透射后,在所有透射方向上亮度均匀,即理想漫透射体。
  • 典型实例:毛玻璃、阴天的云层

三、朗伯余弦定律
朗伯体严格遵循朗伯余弦定律(Lambert's cosine law):表面在某一方向的辐射强度,与该方向和表面法线的夹角的余弦成正比。
其数学表达如下:
$$ I_\theta = I_n \cos\theta $$

  • $I_\theta$:与法线成$\theta$角方向的辐射强度(单位:$\text{W}/(\text{sr})$)
  • $I_n$:法线方向($\theta=0$)的辐射强度
  • $\theta$:观测方向与表面法线的夹角