Восемь лекций по физике атмосферы и гидросферы - 26 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Проходя через атмосферу, световые лучи поглощаются и рассеиваются

на неоднородностях среды (взвешенных частицах пыли и сажи, капельках воды

и пр.). Рассеяние света имеет место даже в чистом воздухе изза флуктуаций

плотности, обусловленных молекулярнокинетической природой строения ве-

щества. Такое молекулярное рассеяние света было открыто Л. И. Мандель-

штамом и М. Смолуховским в начале XX в.

Электрическое поле световой волны вызывает периодическую поляриза-

цию рассеивающих частиц. Из электромагнитной теории известно, что ампли-

туда волны, излучаемой диполем, пропорциональна квадрату частоты его коле-

баний. Соответственно интенсивность рассеянного света пропорциональна час-

тоте в четвертой степени или обратно пропорциональна длине волны в четвер-

той степени [5]:

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 [5]:

дающего на слои среды толщиной l света, а - коэффициент поглощения, а k 

коэффициент экстинкции (от лат. exstinctio  гашение).

Молекулярным рассеянием света объясняется голубой цвет неба и крас-

ный цвет зари. По закону Рэлея голубые и синие лучи рассеиваются сильнее,

чем оранжевые и красные. Поэтому в проходящем свете преобладают послед-

ние, а Солнце у горизонта кажется более красным, чем в зените.

Интенсивность рассеянного света зависит от угла рассеяния [5]:

и графически выражается кривой, изображенной на рис. 3.2 [5].

Из (3.3) и рис. 3.2 ясно, почему небо над полюсами не столь голубое, как

в южных широтах. Действительно, в высоких широтах Солнце поднимается

низко над горизонтом, и мы видим небо, окрашенное световыми лучами, рас-

сеянными под большими углами. Их интенсивность существенно ниже, чем на

умеренных, а тем более на тропических широтах.

где

 соответственно интенсивности проходящего и первоначально па