Таблица 28-7

Постоянные коэффициенты для вычисления поглощения парами воды

Слабая полоса

Javdv = C1H7T(P+p)K>

Примечание. Если вычисленное значение интеграла превышает цифру, указанную в пос леднем столбце, следует расчет вести по данным таблицы сильная полоса .

Сильная полоса

favdv = C3 + /Jlg 7 + x2lg (Р + р)

Примечание. W - в см; Р, р - в мм рт. ст.; основание логарифмов - i8; - волновое

исходит на молекулах воздуха. Так как размер молекул меньше длины волны видимых излучений, то будет наблюдаться релеевское рассеяние, при котором коэффициент рассеяния обратно пропорционален ЯА Следовательно, коротковолновые излучения Солнца будут рассеиваться в атмосфере значительно сильнее длинноволновых излучений. Этим и объясняется голубой цвет неба.

При дымке (размер частиц до 1 мкм) и в тумане (размер частиц свыше 1 мкм) коэффициент пропускания, обусловленный рассеянием в различных окнах ИК-области спектра, определяется либо по экспериментальным кривым (рис. 28-41), либо по формуле Бугера, причем коэффициент рассеяния может быть вычислен по

эмпирическим формулам вида

где ki и - параметры, зависящие от размеров рассеивающих частиц, их концентрации и т. д. Коэффициент пропускания

равен:

-m, L х = е А ,

где L - расстояние, на котором происходит рассеяние.

Для некоторых видов дымки fe2=-0,7; ki вычисляется по известному коэффициенту пропускания для какой-либо длины волны видимого участка спектра.

Степень рассеяния излучений в видимой области спектра часто характеризуется понятием метеорологическая дальность видимости S, под которой понимают наибольшую дальность видимости днем на фоне неба у горизонта темных предметов с угловыми размерами, большими 0,5°. Коэффициент пропускания единичного слоя атмосферы Ti и S связаны соотношением

Поглощение лучистою потока в атмосфере, как уже указывалось, производится в основном парами воды, углекислым газом и озоном и зависит как от концентра-

Таблица 28-8

Постоянные коэффициенты для вычисления поглощения углекислым газом

Слабая полоса

Сильная полоса

j av dv = С2 + D lg Г + и2 lg (Р + р)

Примел а-н не. W -в атм см; Р, р - в мм рт. ст.; основание логарифмов -10.

ции. поглотителя, так и от длины хода луча в атмосфере.

Количество водяных паров в атмосфере W измеряется в миллиметрах осажденной воды и для длины пути луча в 1 км вычисляется по формуле

216,7

Pw 100

Ew{t°C),

где Г - абсолютная температура; pw - относительная влажность, %;EW (PC)-упругость насыщенных паров.

Среднее количество углекислого газа в атмосфере равно 0,033%. Количество углекислого газа выражается в атм. см, т. е. оно определяется числом сантиметров длины пути, на котором содержится то же число молекул: газа, находящегося при атмосферном давлении, как и в столбе произвольной длины и произвольного давления. (На 1 км пути на уровне моря содержится 3 10~4Х ХЮ6-30 ат-см).

Вычисление коэффициента пропускания атмосферой ИК-излучений производится обычно по методу Говарда и др. В этом методе отдельно вычисляются коэффициенты пропускания для окон , для полос поглощения паров воды и углекислого газа.

Коэффициенты пропускания в полосах поглощения определяются из выражения

j avdv

Vl

V2 -V,

(28-46)

Величина интеграла вычисляется по формулам, приведенным в табл. 28-7 и 28 8 где также даны значения постоянных, вхо дящих в эти формулы. Величины коэффициентов пропускания для различных полос поглощения, определенные по указанным формулам, в зависимости от концентрации поглотителя и давления атмосферы приведены в виде графиков иа рис. 28-42.

0,001 0,01 BJ > to Концентрация W, см

Ofit

Концентрация W, см.

I i i nil1 и1-1 1 1 t-L-

€001 0,01 . o.t t 0

Концентрация W, ем

OftOI

0,01 0,1 1

Концентрация W, см

0,001

Ofll 0,1 I

Концентрация w, см

Рис. 28-42. Коэффициенты пропускания А - 125 мм рт. ст.;В - 500 мм

28-5. ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИК-ЛУЧЕИ

Оптические системы (ОС) представляют собой совокупность линз, зеркал, призм и других элементов, способных в соответствии с определенными физическими законами перераспределять в пространстве лучистый поток.

Оптические системы для ИК-лучей в значительной мере схожи с ОС для видимых излучений. Это объясняется тем, что длины волн ЙКИ хотя и больше длин волн видимых излучений, но они все же намного меньше размеров самих ОС. Поэтому методы разработки и изготовления ОС, принятые для видимых излучений, используются при конструировании ОС для ИКИ. Пара-