辐射传输媒体在平面平行
一堆平行板是一个离散介质交替组成的地区,突然,他们之间定期和固定边界。当然所有媒体在一些离散的规模:空气是由离散的分子在空间移动;云是由离散液滴悬浮在空气中。但短暂的和非晶态离散性空气和云的规模小得多比一堆盘子。此外,大气没有定义良好的上边界;喜欢老士兵,他们只会慢慢老去。
在我们分析一堆盘子我们没有确定辐射场无处不在,只有辐照度反映和传播整个桩。所有的数学模型都是对现实的理想化,但如果我们希望了解辐射领域的每一点在大气或云以及上方和下方,我们需要一个模型更比一堆盘子空气和云的现实。所以我们构造(在纸上或在我们的心中)假设连续媒体的属性只有一个不同的方向。这些媒体扩展到正无穷在平面方向,因此指定为平行板。如果有边界内我们假设他们是突然(即。、散射和吸收特性变化不连续地在边界)。不存在这样的媒体。一个大气,顾名思义,是球形。真正的云是有限的,他们的性质在各个方向不同,他们有锯齿状的边界。然而,只要我们小心翼翼地认识的局限性在平行平面媒体(即辐射传输理论。不真实的媒体),他们将帮助我们理解辐射传输的媒体。
我们假设温度和波长的兴趣,排放在媒体是可以忽略的。所有排放(即。外部源的辐射,如阳光)是假设媒体感兴趣的。
我们也忽视了有限时间辐射传播,这就是为什么时间是不在这本书的传输方程。时间可以进入在外部资源(即时间依赖性。边界条件)。如果边界照明改变随着时间的推移,其后果是假定为瞬间传播在整个媒介的巨大价值光速相对于距离和时间。例如,照明云的阳光在102年代顺序的时候可能会有所不同,而阳光云或空气传播数千米的订单10 ~ 5 s。这意味着,随着阳光的变化,辐射场到处都在云或在空气中调整这些变化几乎瞬间。
当时间滞后的一个例子可能不是微不足道的云被一个短脉冲辐射。源(例如,激光)突然打开,然后关闭突然经过短暂的时间间隔t。但时间间隔期间收到的散射光子探测器位于源大于t因为每个光子已经走过了不同的路径长度。此外,的形状(时间)返回脉冲相对于发射脉冲取决于特征的云(见秒。6.4.2)。
我们进一步假设,和一堆盘子,干扰可以忽略不计的后果,这意味着我们可以添加辐射功率从不同的来源。这是一个辐射传输理论的内在矛盾。方程的推导转移在这本书中我们采取限制距离缩小到零,这意味着所有数量都是数学上的连续。但如果媒体真的是连续我们不能适用于他们的理论的基础上增加辐射功率。我们必须添加波相位差异的考虑,然后确定辐射功率。一个例子是一杯水,这是接近连续的介质,如任何性质。水分子由距离小比波长的阳光和他们的位置(即强烈相关。,没有其他分子得到一个分子不能移动的方式)。这样一个媒介由大量密集、相关分子是一个多次散射介质,就像水滴的云。他们之间的区别仅在于理论适用于他们。这本书的辐射传输理论应用到一杯水不产生镜面反射和折射定律,甚至没有约。 To determine scattering by this coherent array of molecules we would have to find the waves scattered by all of them, add all these waves taking account of phase differences, then square the resultant to obtain the power. We therefore assume continuity for mathematical purposes when we derive the equation of transfer but apply it to discrete media because only for such media can we ignore phase differences. We can get away with this for air because even though its molecules are separated by distances small compared with the wavelengths of sunlight, they are in constant motion and their positions are essentially uncorrelated (see Sec. 3.4.9). And we can get away with this for clouds because the constantly changing separation between droplets is large compared with the wavelengths of solar and地面辐射也与他们的横向相干长度(见秒。3.4.2)。
因为我们认为非相干散射,光子语言是自然的一个讨论这里的辐射传输理论认为。我们把光子作为离散的能量没有阶段,所以能源运输两个光子在同一个方向旅行是分开运输的能量的总和。我们的辐射传输理论是一个理论的多个光子的散射,而不是波。
继续阅读:两个流的辐射传输理论
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