作者 EPS (貓咬豬) 看板 Astronomy
標題 Re: 烏雲為什麼是黑的呢...
時間 Wed Aug 13 11:29:26 2003
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==> mph (夢白) 提到:
> ==> EPS (貓咬豬) 提到:
> > 天空是藍的,基本上是Rayleigh Scattering所致.
> > 就算Jackson你沒念過,Ribicky & Lightman那本輻射物理裡也有.
> > 簡單地說,Rayleigh Scattering是電磁波打中一個bound charge,
> > 該charge受電場加速而在原平衡位置作振蕩,這樣的振蕩產生的
> > dipole radiation除了與該電荷原來的binding energy有關外,
> > 亦與入射電磁波波長的四次方成正比. 所以短波長的光容易受到
> > 這樣的散射,所以天空是藍的.
> 就輻射強度(intensity)而言，被散射的輻射強度是與入射輻射波長的四次方成反比的。
謝謝修正,應是反比而不是正比.
> 波長較短的藍色光被散射的強度最強，人眼接受來自每個空氣質點散射出的藍光，
> 所以晴朗的白天天空是藍的。
> 日出與日落時，太陽光束幾乎與地表平行，穿過較厚的大氣層，
> 光束中較短波長的光都被散射光了，只剩波長最長的紅光殘存，所以天空才會變紅。
> > 這樣的物理過程,與雲對光線的反射與折射不一樣. 前面的網友提
> > 過了,雲中的水滴大小遠比可見光波長大,此時,光與水滴的作用就
> > 是簡單的反射與折射而已. 該網友提到的Mie Scattering,就是當
> > 光射入一特定形狀的微形介電質後,在其中產生各種折射與反射,
> > 並自我干涉後的最終結果.
> 實際上大氣裡除包含水滴、冰晶之外還有灰塵、鹽粒等等不一而足
> 粒徑比可見光波長大許多的粒子，這些都是造成散射的重要因子，
> 也是主要影響地球上輻射收支平衡，進而影響氣候的原因。
> 由於數學上的運算與方法，遠比Rayleigh Scattering複雜而且困難許多，
> 以往都是假設這些粒子的形狀是規則的，而去做一些模式運算地球受太陽輻射的影響。
> 最近受到電腦與數學方法的大幅進步，已有人朝向不規則的粒子，
> 去做更逼近真實大氣輻射的模擬與預測，以期能更精確地掌握輻射對大氣的影響。
讓我再補充一下,之前好像有人覺得這與天文無關.
事實上,mph說的這些,在天文學中都會出現的,譬如
星際塵埃對輻射的散射就是最好的例子. mph上面
說的散射運算,從規則形狀的粒子(球形,圓柱形),
到不規則形狀的粒子造成的散射,都是天文學家在研
究的. 雖有大氣層以內與以外之別,背後的物理卻沒
什麼不同.
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夫兵者不祥之器物或惡之故有道者不處君子居則貴左用兵則貴右兵者不祥之器非君子
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發信人: mph.bbs@wretch.twbbs.org (夢白), 看板: TY_Research
標 題: [轉]Re 烏雲為什麼是黑的呢...
發信站: 無名小站 (Fri Oct 8 15:34:28 2004)
轉信站: ptt!Group.NCTU!grouppost
作者 mph (夢白) 看板 Astronomy
標題 Re: 烏雲為什麼是黑的呢...
時間 Thu Aug 14 12:32:41 2003
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==> ChiaShow (等待全新的開始) 提到:
> 再修正一下
> Rayleigh Scattering 是特殊狀況
> 入射電磁波長 >> 粒徑
> 一般說來 如果假定是球狀的話
> 我們稱為 Mie Scattering
> 目前的研究大都是對稱的形狀
球狀粒子之 Size Parameter:
2πa
x = -------
λ
a：粒子半徑，λ：入射光波長
1) Rayleigh scattering: x << 1
2) Mie scattering: x ~ or > 1 (comparable to or larger than 1)
假設粒子皆為球狀，何種形式的散射取決於其粒子之size parameter。