Курс общей астрофизики. Постнов К.А - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра
29
2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра
Перейдем к описанию распространения излучения в среде. Вза-
имодействие излучения и вещества можно рассматривать на раз-
личных физических уровнях. Для наших целей будет достаточно
введения макроскопических коэффициентов излучения и погло-
щения света, хотя расчет самих коэффициентов в зависимости от
частоты фотона и физических характеристик среды представляет
самостоятельную задачу и проводится классическими электроди-
намическими и квантовыми методами. Отметим, что фотоны из
пучка, распространяющегося в определенном направлении, могут
выбывать не только из-за поглощения, но и за счет рассеяния. На-
пример, рассеяние на свободных электронах очень важно для высо-
котемпературной плазмы (горячие короны звезд, ранняя Вселен-
ная до рекомбинации). Здесь мы подробно рассмотрим случай, ко-
гда рассеяние отсутствует. Некоторые вопросы о влиянии рассея-
ния на перенос излучения описаны в Приложении.
2.3.1. Коэффициент излучения
Коэффициентом излучения называется энергия, излучаемая
единицей объема среды за единицу времени в интервале частот
ν, ν + dν в направлении, характеризуемом элементом телесного уг-
ла dΩ:
dE
ν
= j
ν
dV dΩdt . (2.17)
Размерность j
ν
− [эрг/(см
3
·c·стер)]. Для изотропных излучателей
j
ν
= P
ν
/4π,гдеP
ν
= dE
ν
/dt − излучаемая единицей объема мощ-
ность.
В излучающей среде без поглощения за время dt фотоны в за-
данном направлении проходят путь ds = cdt и добавка к интенсив-
ности из элементарного объема dV = cdtdA (здесь dA − единичная
площадь сечения пучка) будет dI
ν
= j
ν
ds. Таким образом, уравне-
ние переноса приобретает вид
dI
ν
ds
= j
ν
. (2.18)
2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра        29

2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра
   Перейдем к описанию распространения излучения в среде. Вза-
имодействие излучения и вещества можно рассматривать на раз-
личных физических уровнях. Для наших целей будет достаточно
введения макроскопических коэффициентов излучения и погло-
щения света, хотя расчет самих коэффициентов в зависимости от
частоты фотона и физических характеристик среды представляет
самостоятельную задачу и проводится классическими электроди-
намическими и квантовыми методами. Отметим, что фотоны из
пучка, распространяющегося в определенном направлении, могут
выбывать не только из-за поглощения, но и за счет рассеяния. На-
пример, рассеяние на свободных электронах очень важно для высо-
котемпературной плазмы (горячие короны звезд, ранняя Вселен-
ная до рекомбинации). Здесь мы подробно рассмотрим случай, ко-
гда рассеяние отсутствует. Некоторые вопросы о влиянии рассея-
ния на перенос излучения описаны в Приложении.

2.3.1. Коэффициент излучения
    Коэффициентом излучения называется энергия, излучаемая
единицей объема среды за единицу времени в интервале частот
ν, ν + dν в направлении, характеризуемом элементом телесного уг-
ла dΩ:
                       dEν = jν dV dΩdt .                 (2.17)

Размерность jν − [эрг/(см3 ·c·стер)]. Для изотропных излучателей
jν = Pν /4π, где Pν = dEν /dt − излучаемая единицей объема мощ-
ность.
   В излучающей среде без поглощения за время dt фотоны в за-
данном направлении проходят путь ds = cdt и добавка к интенсив-
ности из элементарного объема dV = cdtdA (здесь dA − единичная
площадь сечения пучка) будет dIν = jν ds. Таким образом, уравне-
ние переноса приобретает вид

                           dIν
                               = jν .                     (2.18)
                           ds

Страницы