Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Плотность ,дымки, для которой эти кривые построены, можно сделать наглядной при помощи коэффициента пропускания для видимого света с ). = 0,55 Р; этот коэффициент есть 0,59, что соответствует дальности видимости большого темного предмета, равной 8 милям. Таким образом, дымка довольно плотная, но туман, конечно, отсутствует. Частички тумана слишком велики по сравнению с длинами волн части спектра, приведенной на рис. 5.12, а, и ослабление, ими производимое, приблизительно одинаково для всех длин волн. Ослабление вследствие рассеяния.
За подробностями теории рассеяния мы отсылаем читателя к работам Милдлтона з) и Койпера4). Как мы уже отмечали, рис. 5.12, б показывает, что ослабление в дымке уменьшается с увеличением длины волны. Графики рис. 5.13, построенные по данным таблицы 1, приведенной в цитированной работе Джебби з), показывают это явление с большей подробностью. Каждая кривая описывает прозрачность слоя в 2000 ярдов ( 1830 44) в некоторых «окнах» при различных плотностях дымки, характеризуемой ее прозрачностью в красном свете в ). = 0,6! р и для одинакового во всех случаях эквивалентного слоя воды, равного 17 мм.
Дальность видимости, к которой относится каждая из этих кривых, приведена на них; видимость г) Рочг!е Р. В., '«Га!ег Чаро! Тгапзрагепсу 1о $.опг-теврегз!пге йзд!з!!оп, Зпнбязоп!ап М!зс. Со!!есйопз, чо1 68, 4Ь 8, РИЬПсайоп 2484, Яв!!8»оп!ап 1пзй!«йоп, цга»Ыпд!оп, О, С., р. 23 (1917). з) Аде! Аг!Ьпг апд Ьавр1апг! С.
О., А!возрЬепс АЬзогриоп о1 1пггзгег! Яо!зг кзг!!а!1оп а! !Ье $.о»ге!1 ОЬзегча!огу, Аз!горпуз!са! Лопгп. 91, 481 (1940). з) См. сноску иа стр. 147. 4) К « ! Рег Оегагд Р., ег!., ТЬе А!возрьегез о!1Ье Еаг!и апд Р!апе!з, йеч. Ед., Оп!чегзцу о1 СЫсздо Ргезз, СЫсаяо, 1962, сЬ.
1!!. 4) См. сноску на стр. 180. 133 5.51 ПРОЗРАЧНОСТЬ АТМОСФЕРЫ получеиа путем экстраполяции кривых до Х = 0,55 р и вычисления дальности для экстраполированного коэффициента пропускания. Поэтому обозначенные иа рисунке дальности видимости ие представляют собой наблюдений Джебби и других и могут быть неточными; оии приведены лишь для того, чтобы сделать более наглядной плотность дымки, соответствующую разным кривым. ь'«7 ф ь ь~ ЛА' 4 ах Ъ Вал © ду дт « р йх г г .т йп««и лини л.ио~рв«ах Рис.
5.13. Прозрачность слоя дымки толщиной в 2000 ярдов в красных и инфракрасных «Окнах» 2,18 и и З,б! и. Пунктирные кривые, проведенные иа этом рисунке, имеют назначение выделить точки, соответствующие друг другу, но, возможно, они дают иекоторое представление об основной зависимости ослабления в дымке от длины волны. Следует отметить, что коэффициенты пропускаиия для 10,01 р, взятые из того же источника, несколько меиьше, чем для 3,6! р; оии приведены на рисунке справа.
Однако это не должно означать меньшую прозрачность дымки для «окна» у 10 р, чем для «окна» у 3,6 р, а скорее более сильную абсорбцию парами воды при 10 р. 184 испяпклнив и влспгостелнвнив иноолколсных лячвй [гл. 5 Т у м а н и о б л а к а. Капли воды, из которых состоят туман и облака, имеют диаметры, заключенные внутри пределов от 5 до 100 р, причем среди них всегда встречаются капли, имеющие размеры значительно ббльшие, чем длины волн в используемой нами части инфракрасного спектра. Поэтому коэффициент ослабления в тумане остается постоянным для всего видимого и инфракрасного спектра вплоть до 15 р').
При очень большой длине волны туман становится прозрачным, но зато возрастает абсорбция парами воды, которые сильно поглощают излучение даже с длиной волны 200 — 300 р,. В диапазоне микрорадиоволн пары воды становятся сравнительно прозрачными, а капельки тумана не дают сильного ослабления, так как их размеры становятся малыми по сравнению с длиной волны. Вычисление атмосферного ослабления. Ослабление в дымке подчиняется закону Вера )х = уотв " (5. 31) где /от †интенсивнос излучения с длиной волны ) до ослабления, !в в интенсивность после ослабления, ах в показатель ослабления, вызванного рассеянием в дымке, Х вЂ дли пути луча в дымке.
Коэффициент пропускания 1 есть, очевидно, — . Расстояние Х у уо может быть взято в любых удобных единицах. Если, например, Х выражено в километрах, п„имеет размерность км-'. Показатель а„ зависит от размеров частиц и распределения их по размерам, от их собственного показателя преломления и числа частиц в 1 смз (т. е. от их концентрации). Эти величины на практике никогда не бывают известны, и для того, чтобы описать дымку, используется чис- 1 попили отношение — для некоторой избранной длины волны (как то на рис. 5.13 для ),= 0,61 р). Во многих случаях для характеристики дымки используют дальность видимости К в зморских милях, вы- числяемую при помощи соотношения !г = — ' (5. 32) Таким образом, если расстояние, на котором еще различим боль- шой темный предмет, равно !О милям, а=0,39 миль-' для видимого света. Кривая пропускания (6) на рис.
5.12, а показывает, что 1х (а поэтому и а„) заметно изменяется между фиолетовым и красным концами спектра. Кроме того, известно, что а„может заметно меняться от одного дня к другому, даже если дальность видимости остается одинаковой э). Это означает, что сами частички, образующие дымку, существенно изменяются от места к месту и от одного дня к другому, так что оказывается невозможным полностью характерно) Звя д егво п Л. А., Тгвпвт!во!оп о1 1пгтз-йео $ЛяЫ Ьу роя, ). Ор1. Яос. Аяь 30, 405 (1940).
в) См. сноску яа стр. 180, 185 ПРОЗРАЧНОСТЬ АТМОСФВРЬ! !У = — Т«А'! †. йа тз Интегрируя, получаем: Т Г = — = — К !и тв+Т, 4 о (5. 33) (5. 34) !) Е ! дет Тан ап«Я!топя )Овп, Тве !и!татев Ттаазт!Заоп о! А!в!о. зрйет!с 'й!!ппо!Рз, Локтя. Етапи!!з !пз!. 255, 189 (1953). зовать дымку при помощи измерений дальности видимости или прозрачности на одной какой-нибудь длине волны. Однако измерение ослабления в дымке для всего спектра затруднительно и редко применяется. Поэтому мы вынуждены найти или измерить а или а„ для какой-нибудь выбранной длины волны, а затем воспользоваться данными рис. 5.13 для определения а„ в более широкой полосе спектра.
В случае очень сильного тумана величиной а, определенной из наблюдений видимости, можно пользоваться для всего спектра. Расчет прозрачности водяного пара имеет свои трудности, потому что хотя содержание пара и может быть определено путем намерения влажности, но абсорбция в водяных парах не подчиняется закону Вера. Формула (5.31) применима только в том случае, если ах близка к постоянной на всем рассматриваемом спектральном интервале.
Если она изменяется быстро, оказывается необходимым вести вычисления для столь малых интервалов, что затраченная на вычисления работа не оправдывает себя, даже если известны более или менее точные значения аю Структура полос поглощения молекулами не может быть установлена по рис. 5.12. Например, частоты ротационных колебаний молекул вызывают появление очень тонких линий поглощения, которые обнаруживаются лишь при помощи спектроскопа большой разрешающей силы.
Нужно считать, что полосы, показанные на рис. 5.12, охватывают и колебательные и ротационные полосы поглощения. Внутри ротационных линий поглощения величина ах меняется очень быстро. Можно освободиться от значительной части вычислений, которые необходимо проделывать при использовании большого числа значений кы применяя соотношения, описывающие суммарное поглощение внутри широкой спектральной полосы. Одно из таких соотношений, очень полезное на практике, было предложено недавно и уже проверено на большом числе опытов Элдером и Стронгом' ).
Они разделили спектр на восемь «окон», приведенных в таблице 5.4. Эти «окна» расположены между серединами соседних полос поглощения, показанных на рис. 5.12. Стронг и Элдер заметили тот факт, что чем больше эквивалентный слой воды тв, тем меньшее дополнительное увеличение абсорбции вызывает приращение эквивалентного слоя воды на величину !ттв. Они применили эмпирическое уравнение 188 испгсканнн н гьспгостгьнвннв иневлкглсных лгчзй !гл. 5 где К, и ге постоянны на всем интервале интегрирования, т. е. в некоторой части спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
