Основные характеристики радиации

Пусть δF_λ—количество лучистой энергии с длиной волны от λ до λ + dλ, поступающей из телесного угла dω и проходящей за время dt через площадку dσ_n, нормальную к направлению луча. Очевидно, что δF_λ пропорционально dσ_n, ,dλ и dt:

δF_λ =J_λ dσ_n dλ dt.

Коэффициент пропорциональности J_λ называется интенсивностью монохроматического излучения (или спектральной интенсив­ностью). Как видно из формулы, J_λ представляет собой количество лучистой энергии в единичном интервале длин волн, проходящее за единицу времени в пределах единичного телесного угла через единичную площадку, нормальную к распрост­ранению луча. Если направление падения радиации составляет некоторый угол ϧ с нормалью к площадке, то это же самое количество энергии δF_λ, распределяется по площадке

В дальнейшем мы будем рассматривать количество энергии δF_λ, отнесенное к единичным интервалам времени и длин волн, а также к единичной горизонтальной площадке, так что под уг­лом ϧ- будем понимать угол, образуемый направлением луча с вертикалью. Кроме того, учтем, что элемент телесного угла. В сферических координатах равен отношению элемента площади на сфере dS к квадрату радиуса r.

Тогда количество лучистой в элементарном телесном угле равно:

В этом выражении явно указана зависимость интенсивности радиации от координат точки. Вообще говоря, интенсивность излучения может меняться и во времени, однако скорость любых нестационарных процессов в атмосфере настолько меньше скорости света, что зависимость от времени можно учитывать параметрически. Количество лучистой энергии в единичном интервале длин волн, приходящей в единицу времени на единичную площадку из всей полусферы, называется монохромотическим или спектральным потоком радиации. Оно равно в случае если радиация изотропна (т.е. интенсивность не зависит от направления распространения) следующему выражению:

Полный (интегральный) поток радиации – количество лучистой энергии, приходящей за единицу времени на единичную горизонтальную площадку из все полусферы и во всем диапазоне длин волн. Он равен:

Нагревание или охлаждение атмосферы происходит в резуль­тате взаимодействия радиации с веществом, поэтому необходимо напомнить основные характеристики и законы этого взаимодей­ствия.