куті d? в заданому напрямку, що задається кутом? до нормалі поверхні (рис. 2.6.2, а) в околиці розглянутої точки,
Тут величина В?- Спектральна інтенсивність випромінювання, Вт/(м2 ср мкм). Величина спектральної питомої щільності потоку випромінювання - інтенсивності В? испускаемого поверхнею, визначається для абсолютно чорного тіла за допомогою функції Планка, при цьому вона пов'язана з об'ємною щільністю енергії випромінювання U? і R?:
Щільність потоку енергії, яку переносять в одиницю часу через одиницю поверхні в околиці розглянутої точки всередині шару середовища або падаючої на одиницю поверхні шару (рис. 2.6.2, б), називається опромінення (енергетичної освітленістю) Е ( Вт/м2)
де Е?- Спектральна опроміненість, Вт/(м2 мкм).
а б в
Рис 2.6.2 Схеми визначення енергетичних і світлотехнічних величин: а - лучистости - енергетичної яскравості; б - облученности; в - індактріси розсіювання
Поглинання і розсіювання теплового випромінювання визначаються розсіюванням випромінювання на зважених частках пігменту.
Розсіювання випромінювання на частинках включає в себе також комбінацію ефектів віддзеркалення, заломлення і вторинного випромінювання частинкою.
Просторовий розподіл розсіяного випромінювання в загальному випадку складним чином залежить від розмірів, показників заломлення n? ,, І поглинання х? частинок речовини і середовища і визначається індикатриси розсіяння.
При взаємодії випромінювання з великими частками, порівнянними з? (Довжиною хвилі), в них збуджуються складні коливання, тому що поле електромагнітної хвилі залишається непостійним в межах однієї частинки.
Параметр дифракції?, що характеризує їх відносні розміри, змінюється в інфрачервоній області спектра в межах 0,1? ? ? 1000. Тому форма індикатриси розсіяння змінюється з довжиною хвилі?. У міру збільшення розмірів частинки (? Gt; 1) індікатріса розсіювання світла витягується в напрямку падаючої світлової хвилі.
Ставлення частки потоку випромінювання, розсіяною вперед, до частки потоку, розсіяною тому, буде по порядку перевищувати 102-103, т. е. індікатріса розсіювання сильно витягнута вперед.
Функція розсіювання К (?) складним чином залежить від параметра дифракції? , Комплексного показника заломлення частинок т? =N?- Ix? і від довжини волни.увеліченіем показника поглинання x? функція К (?) наближається до плавної кривої і її осциляції стають непомітними.
Залежність К (?) для неоднорідних частинок і двошарових частинок розрахована теоретично для найпростішої моделі сферичної частинки з показником заломлення, що змінюються від центру до периферії але певним законом від 1,33 до 1,5. Встановлено, що функція К (?) Для неоднорідних частинок помітно відрізняється від функцій К (?) Для частинок води і однорідних частинок (n=1,5).
Так як довільний шар містить безліч частинок, то кожна частка буде висвітлюватися не тільки початковим потоком, але і розсіяним від іншої частинки випромінюванням, т. е. в досліджуваних матеріалах відбувається вторинне і багатократне розсіяння (см.ріс.2.6.3). Розсіяне випромінювання у всіх напрямках, крім напрямку поширення падаючого випромінювання, завжди частково поляризоване.
Ріс.2.6.3 Віддзеркалення світла від частинок
Розсіювання на оптичних неоднорідностях середовища являє собою більш складне явище, ніж звичайне розсіяння випромінювання на частинках. Це розсіювання обумовлено комплексним розвитком ефектів розсіювання, відбиття, заломлення і вторинного випромінювання як на кордонах розділу двох середовищ, так і на частинках (ріс.2.6.4).
Ріс.2.6.4 Розсіяння світла на оптичних неоднорідностях середовища
розсіюючих центрів (оптичними неоднорідностями) виявляються колоїдні частинки і флуктуації щільності, які хаотично розташовані і викликають не тільки розсіювання, але й зміна напрямку випромінювання на межі розділу двох середовищ - пароповітряної середовища.
Колоїдні частинки, розміри яких порівнянні з довжиною хвилі випромінювання видимій і ближній ІЧ - областях спектра. Разом з тим завдяки тому, що всі складові частини мають мало відрізняються показники заломлення, в матеріалах розсіювання випромінювання відбувається в основному на межах розділу частинка - єднальна середу. При товщині зразка, більшої 0,1 мм, в шарі матиме місце багаторазове розсіювання з кратністю понад два.
Наявність великої кількості факторів, о6условлівающіх поглинання і розсіяння випромінювання, і їх взаємний вплив один на одно...
