立体角 由表面
所对的立体角定义为单位球面上被该表面投影覆盖的 表面积
。这可以写作:
(1)
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其中 是从原点出发的单位向量,
是表面 patch 的微分面积,
是从原点到 patch 的距离。用 球坐标,
为 余纬度 (极角),
为 经度 (方位角) 表示,这变为:
(2)
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立体角以 球面度 为单位测量,整个空间对应的立体角为 球面度。
为了了解如何显式计算简单几何形状的立体角,考虑边长为 、中心位于原点的立方体的一个面所对的立体角
。由于立方体是对称的并且有六个面,因此一个面显然对
球面度。为了显式计算这个值,使用笛卡尔坐标重写 (1):
(3)
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(4)
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并且
(5)
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(6)
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考虑立方体的顶面,它位于 ,并且边平行于
轴和
轴,
(7)
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(8)
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正如预期的那样。
类似地,考虑一个边长为 的四面体,质心位于原点,底面位于
(其中
是质心),底面顶点位于
和
,其中
(9)
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(10)
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(11)
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然后 从
到
变化,对于正
半平面 中的底面一半,
可以从 0 到
变化,得到
(12)
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(13)
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即 ,正如预期的那样。