Яркость рассеивающей среды

Автор: 26.03.2014

Атмосфера планеты представляет собою шаровой слой, состоящий из газов и аэрозолей, в которых происходит как рассеяние, так и поглощение светового потока. Чтобы применить к ней те сведения о рассеянии и поглощении, которые были изложены в предыдущих параграфах, мы должны решить следующую задачу:
Слой среды заданной оптической толщины находится в пучке параллельных лучей, каким практически является световой поток Солнца на расстоянии планет. Известны оптические характеристики вещества слоя во всех его точках. Рассчитать яркость внешней поверхности слоя для разных направлений. В предыдущих статьях мы рассматривали рассеяние для случая элементарного объема. В этих условиях можно было изучать рассеяние независимо от поглощения. Иначе обстоит дело в случае взаимодействия освещающего пучка лучей со слоем среды конечной толщины. Проходя в таком слое, освещающий лучистый поток на пути к рассеивающим элементам подвергается ослаблению как вследствие рассеяния, так и благодаря поглощению. Выходящий изнутри среды рассеянный свет на пути наружу также ослабляется экстинкцией. Поэтому в создании яркости освещенной массы вещества участвует как рассеяние, так и поглощение.
В явлении экстинкции поглощение и рассеяние действуют независимо. Поэтому показатель ослабления а, фактически определяющий ослабление светового луча, будет равен сумме показателя ослабления, создаваемого поглощением, и показателя ар, определяемого рассеянием: а = ап4-ар.
Соотношение между этими двумя компонентами экстинкции имеет большое значение для яркости. Его принято выражать отношением которое мы в дальнейшем будем называть фактором светлоты. Если истинное поглощение отсутствует, то о=1; такую среду называют чисто рассеивающей. Лучистый поток, вступивший в толстый слой такой среды, после многократного рассеяния в конце концов полностью выходит нарушу. Поэтому слой среды с такими свойствами будет белым. Для лучей видимой части спектра к условиям чисто рассеивающей среды приближаются газы, лишенные полос поглощения в этой области спектра (азот, водород и др.), туманы и облака, состоящие из водяных капель и ледяных кристаллов, а из твердых порошкообразных веществ—снег, окись магния, сернокислый барий. Все такие вещества обладают фактором светлоты, близким к единице, а потому взятые в толстом слое, они будут иметь альбедо, тоже близкое к единице.