Составители:
Рубрика:
30
Рассмотрим подробнее рассеяние излучения на одной частице. В общем случае
энергия рассеянного излучения зависит от направления рассеяния – такое рассеяние
называется анизотропным. Если же зависимости энергии рассеяния от направления нет,
то рассеяние изотропно. Для характеристики анизотропного рассеяния вводят
индикатрису рассеяния – функцию, показывающую различия интенсивности рассеянного
излучения в разных направлениях. При этом, как
и для других характеристик, для
индикатрисы используются не абсолютные, а относительные значения энергии рассеяния,
то есть интенсивность рассеяния в заданном направлении делится (нормируется) на
исходную интенсивность излучения, приходящего на частицу. Это приводит к
следующему условию нормировки индикатрисы
1)(
4
1
4
=Ω
∫
π
π
drx
r
, (2.3.8)
где )(rx
r
− индикатриса рассеяния в направлении
r
r
, интеграл в (2.3.8) берется по всей
сфере. Для изотропного рассеяния из условия (2.3.8) получаем 1)(
≡
rx
r
.
Направление рассеяния
r
v
определяется углом рассеяния
γ
и азимутом рассеяния
ϕ
.
Тогда обозначая ),()(
ϕ
γ
xrx
=
r
, условие (2.3.8) можно переписать как
∫∫
=
ππ
γγϕγϕ
π
2
00
1sin),(
4
1
dxd
, (2.3.9)
В оптике атмосферы обычно имеют дело с такими процессами, для которых
индикатриса зависит только от угла рассеяния и не зависит от азимута. Тогда интеграл по
азимуту в (2.3.9) равен 2
π
и условие нормировки есть
∫
=
π
γγγ
0
1sin)(
2
1
dx
. (2.3.10)
Индикатрисе рассеяния
x (
γ
) можно придать вероятностный смысл, а именно –
индикатриса рассеяния
x (
γ
) есть плотность вероятности рассеяния на угол
γ
.
Помимо ослабления излучения, возможно увеличение интенсивности излучения за
счет
собственного излучения внутри объема. Примерами его могут служить тепловое
излучение в ИК диапазоне, а также различные свечения в атмосфере. Для характеристики
собственного излучения среды введем
объемный коэффициент излучения
ε
λ
. Если среда
способна излучать энергию, то количество энергии
dE
λ
, излученное объемом dV = dS dl в
телесном угле
dΩ за время dt в интервале длин волн d
λ
будет пропорционально
dV dΩ d
λ
dt:
dtdddVdE
λ
ε
λλ
Ω
=
(2.3.11)
где коэффициент пропорциональности
ε
λ
называется объемным коэффициентом
излучения. Из (2.3.11) следует, что
dtdddV
dE
λ
ε
λ
λ
Ω
= . (2.3.12)
Следовательно,
объемный коэффициент излучения на длине волны
λ
есть количество
энергии, излучаемое единичным объемом в единичный телесный угол за единицу времени
.
Коэффициент излучения, в общем случае, зависит от длины волны, от координаты точки
и, вообще говоря, от направления излучения )(
r
r
λ
ε
. В атмосферной оптике мы будем
рассматривать случаи собственного излучения атмосферы, не зависящего от направления
излучения (изотропное излучение).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- …
- следующая ›
- последняя »
