Восемь лекций по физике атмосферы и гидросферы. Браже Р.А. - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

23
Благодаря атмосферной рефракции, Солнце у горизонта кажется
слегка приплюснутым, а его видимое положение приподнято над ис-
тинным. Это ведет к некоторому увеличению продолжительности дня.
Неоднородности температуры воздуха по высоте над поверхностью
разогретой земли и над морем в летнее время являются причиной ми-
ражей. Они возникают в пустынях и над морем, т.е. над ровной хо-
рошо прогретой поверхностью, где градиент показателя преломления
особенно велик.
Проходя через атмосферу, световые лучи поглощаются и рас-
сеиваются на неоднородностях среды (взвешенных частицах пыли и
сажи, капельках воды и пр.). Рассеяние света имеет место даже в чис-
том воздухе из-за флуктуаций плотности, обусловленных молекуляр-
но-кинетической природой строения вещества. Такое молекулярное
рассеяние света было открыто Л. И. Мандельштамом и М. Смолу-
ховским в начале XX в.
Электрическое поле световой волны вызывает периодическую
поляризацию рассеивающих частиц. Из электромагнитной теории из-
вестно, что амплитуда волны, излучаемой диполем, пропорциональна
квадрату частоты его колебаний. Соответственно интенсивность рас-
сеянного света пропорциональна частоте в четвертой степени или об-
ратно пропорциональна длине волны в четвертой степени:
4
4
1
~~
λ
ω
I . (3.1)
Выражение (3.1) называется законом Рэлея.
Таким образом, свет идущий к наблюдателю через атмосферу,
ослаблен по двум причинам: из-за поглощения и бокового рассеяния.
Его интенсивность можно вычислить по формуле:
l
t
II
)-(
0
e
κ
α
+
= , (3.2)
где I
t
, I
0
– соответственно интенсивности проходящего и первона-
чально падающего на слой среды толщиной l света, α – коэффициент
поглощения, а κ – коэффициент экстинкции (от лат. extinctio –
гашение).
Молекулярным рассеянием света объясняется голубой цвет неба
и красный цвет зари. По закону Рэлея голубые и синие лучи рассеи-
ваются сильнее, поэтому в проходящем свете преобладают оранжевые
и красные цвета. Интенсивность рассеянного света зависит от угла
рассеяния:

Страницы