При прохождении радиации через атмосферу в результате ее взаимодействия с материальными частицами (атомами, молекулами и их комплексами), образующими атмосферу, происходят изменения энергетической яркости излучения. Для описания сущности этого взаимодействия в современной физике используются основные положения квантовой механики. Лучистая энергия представляется в виде потока световых квантов или фотонов, испускаемого источником радиации и распространяющегося со скоростью света. В вакууме скорость света с = 2,99792458Т08 мс-1. Сущность фотонов двойственна. В условиях покоя они обладают нулевой массой. При их возникновении и взаимодействии с материальными телами — атомами, молекулами и состоящими из них телами — проявляются свойства фотонов как отдельных частиц. В физических процессах, связанных с распространением излучения, наблюдаются такие явления как дифракция, интерференция и поляризация, и фотон здесь проявляет себя как волна.[ ...]
При малых частотах излучения (у) преобладающую роль играют волновые свойства фотонов, при больших у — корпускулярные.[ ...]
Здесь п — число фотонов, соответствующих длине волны к и имеющих энергию Е. (к).[ ...]
Изменения в зависимости от длины волны характеризуют спектральную плотность энергетической яркости немонохроматической радиации.[ ...]
Фотоны возникают (излучаются) в процессах перехода молекул, атомов, ионов и атомных ядер из возбужденных состояний (когда они обладают большей энергией, чем обычно) в состояние с меньшей энергией.[ ...]
Возбуждение атомов происходит при столкновениях с быстро движущимися частицами — электронами, атомами, ионами и нейтральными молекулами. Кинетическая энергия движущихся частиц переходит в энергию возбуждения атома, а затем, при обратном переходе, — в энергию фотона.[ ...]
Спектры поглощения излучения соответствуют переходам атома из основного в возбужденное состояние, спектры испускания излучения (фотонов) соответствуют их переходам в основное состояние или менее возбужденное.[ ...]
При росте температуры увеличивается скорость движения молекул, их кинетическая энергия и вероятность столкновений. Количественное описание этого процесса представлено в законах Планка (2.12), Стефана—Больцмана (2.13), Вина (2.14).[ ...]
Направленные потоки быстро летящих частиц приводят атомы облучаемой среды в возбужденное состояние и последующее свечение ее элементов. Примером является свечение разреженных газов верхней атмосферы под воздействием потока электронов, называемое полярными сияниями.[ ...]
Энергия химических реакций также может служить источником возбуждения атомов и их свечения, проявляющегося в виде хемолюминесценции. Атомы могут приходить в возбуждение при их столкновениях с фотонами.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Длина пути солнечного луча в атмосфере. Относительная оптическая масса атмосферы. |
 |