Also habe ich einfach einen Ausdruck für die gestreute Lichtintensität einer Atmosphäre mit idealer Isotopenstreuung abgeleitet: , wo ist Intensität, ist Fluss, ist der Einfallswinkel, und ist der Abstrahlwinkel ( sind normal zur Atmosphäre).
Wenn ich die gestreute Intensität als Funktion von auftrage mit konstant, nimmt er ab, während der Winkel zunimmt. Warum ist das? Meine Theorie ist, dass das Licht bei einem großen Einfallswinkel auf eine größere Oberfläche trifft, sodass reflektiertes Licht eine stärkere Variation des Emissionswinkels aufweist, was bedeutet, dass gestreutes Licht bei einem bestimmten Emissionswinkel geringer ist. Macht das Sinn? Oder gibt es dafür einen anderen Grund?
Als nächstes habe ich die gestreute Intensität als Funktion von aufgetragen mit Konstante. Diesmal nimmt die Intensität mit zunehmendem Abstrahlwinkel zu. Ich habe weder eine Theorie, warum dies der Fall ist, noch eine Intuition, um dies zu untermauern. Warum sollte dies der Fall sein?
Es ist am einfachsten zu verstehen, wenn Sie den Einfallswinkel fixieren und erklären, warum die Austrittsintensität bei stark schrägen Winkeln am größten ist. Da das Licht von außen kommt, dringt es nur so weit ein, was wiederum dazu führt, dass die Atmosphäre wie eine Streulichtquelle wirkt. Aber die Quelle des gestreuten Lichts ist in der Nähe des oberen Endes der Atmosphäre am hellsten, da dort mehr äußeres Licht eindringt. Immer wenn die Quellen in der Nähe der Oberseite heller sind, entsteht eine sogenannte „Gliederaufhellung“, bei der Sie, wenn Sie aus sehr schrägen Winkeln schauen, hauptsächlich diese höheren, helleren Regionen untersuchen. Wenn man nach unten schaut, sieht man am tiefsten in die Atmosphäre, wo das Außenlicht nicht so gut eindringt.
Sie können auch darüber nachdenken, was die einzelnen Photonen tun, und fragen, wie ihre Verteilung über den Austrittswinkel ist. Wenn cos(i) = 0 ist, streuen alle Photonen direkt an der Oberfläche, so dass dies gleichbedeutend damit ist, ein isotropes Strahlungsfeld direkt an der Oberfläche einzuführen. Die nach außen gehenden Photonen haben natürlich eine isotrope Verteilung, und ein isotrop einfallendes Strahlungsfeld muss isotrop streuen (das ist eine Folge des Reziprozitätsprinzips). Die Emergenzverteilung ist also isotrop, aber die Intensität ist auch pro Raumwinkel, was die Verkürzung erklärt, und daher kommt das 1 / cos (e) in der Intensität. Wenn cos(i) = 1, tendieren andererseits die einfallenden Photonen dazu, mehr einzudringen und müssen ihren Weg nach außen diffundieren, was einem niedrigen cos(e) weniger Vorteil verschafft, nachdem die Verkürzung eingeschlossen ist.
Was das Fixieren des Winkels angeht, in dem Sie schauen und i ändern, sagt Ihr Ergebnis hier, dass die Intensität immer ihren Höhepunkt erreicht, wenn cos (i) ansteigt. Ihr Ausdruck behauptet, dass dies bei jedem e wahr ist, daher deutet dies für mich auf einen Normalisierungsfehler hin. Sie möchten das Ereignis F festhalten, aber das erfordert, dass Sie das gleiche ausgehende F erhalten müssen, wenn Sie über alle e integrieren. Ihr Ergebnis besagt, dass I bei allen e höher ist, wenn cos (i) höher ist, aber das widerspricht der Idee, dass Sie den Vorfall F gleich halten. Vielleicht vergleicht Ihr Ergebnis tatsächlich die einfallende und die entstehende Intensität, nicht die entstehende Intensität mit dem einfallenden Fluss. Dann fällt bei höherem cos(i) für denselben Vorfall I der Vorfall F, was Ihren Anstieg von I/F erklärt.
Ken G
Spuds
Ken G