Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
i верхности и различными условиями их освещения Солнцем. По Is мере удаления от Земли ее альбедо становится все более интеграль-
I Ным, т. е. усредненным для всего диска нашей планеты, и принимает значение 0,39. Цветовую температуру излучения Земли, освещенной Солнцем, принимают равной 7725 К.
Собственное излучение Земли сравнимо по значению с отражен-
* ным солнечным излучением на длинах волн больше 3—4 мкм. На г . 37
МЛ(Х) В т/м 2мим
Рис. 1.28. Спектры излучения Солнца:
/ — за пределами атмосферы; 2 — ва уровне моря
Ел(Я),Вт/см‘>м/<м
0,10,2 0,51 2 5
Рис. 1.29. Расчетные значения спектральной энергетической освещенности, создаваемой Луной н планетами в верхних слоях атмосферы: собственное излучение: / — пол-
ной Луны; 2 — Венеры; 3 Марса; 4 — Сатурна; отраженное солнечное излучение: 5 — Луны; 6 —
Юпитера; 7 — Венеры (при наибольшем удаления); 8 — Марса (при противостоянии)
длине волны 5 мкм эти две составляющие становятся равными. Спектр собственного излучения Земли в окнах прозрачности атмосферы зависит от температуры и типа излучающей поверхности. Принимают, что это излучение соответствует излучению черного тела с температурой 300 К. Излучение атмосферы в тех спект-
_____ ральных областях, где она поглощает
20 50Л,мкм излучение, аппроксимируется кривой излучения черного тела при 200 К.
Интегральная плотность излучения системы Земля — атмосфера в космос равна примерно 2х 10® Вт/м-2.
Луна. Средний угловой размер Луны равен 33'. Освещенность, создаваемая Луной на земной поверхности в зависимости от ее положения, сезона наблюдения и других факторов, сильно меняется. Форма Луны характеризуется фазовым углом. Фазовый угол для полной Луны равен нулю, а для новой — 180°. Фазовый угол 90° соответствует первой или последней четверти Луны. С изменением фазы Луны создаваемая ею освещенность земной поверхности изменяется от 4,1 х 10“2 лк (через ±7 дней дои после полнолуния, при фазовом угле ±85°) до*37,7Х 10"2 лк (в полнолуние, при нулевом фазовом угле). На верхней границе земной атмосферы полная Луна создает освещенность приблизительно 0,5 лк. Эффективная температура отраженного Луной солнечного света равна 5900 К, а коэффициент отражения от лунной поверхности равен в среднем 0,07 и меняется по ее поверхности от 0,054 до 0,176. Эффективная температура поверхности Луны изменяется от 400 К на освещенной стороне до 120 К иа неосвещенной, т. е. максимумы собственного излучения Луны приходятся на длины волн 7 и 24 мкм.
Планеты. Основная доля собственного излучения планет приходится на ИК-область. Параметры отраженного солнечного излучения зависят от положения терминатора планеты, ее альбедо и характера атмосферы. Основная доля отраженного излучения планет приходится на видимую и ближнюю ИК-область —- до
2 мкм. Положение максимума спектра излучения меняется для различных участков диска планеты в зависимости от изменения температуры этих участков. Так, при изменении температуры поверхности Марса от экватора к полюсу от 280 до 205 К максимум излучения смещается с 10 до 14 мкм.
Соответственно изменяется энергетическая яркость поверхности планеты.
На рис, 1.29 приведены расчетные значения спектральной плотности энергетической светимости, создаваемой Луной и планетами в верхних слоях атмосферы Земли.
Звезды и созвездия. При решении многих практических задач, связанных с ориентацией и навигацией, в качестве астрономических ориентиров используют звезды и созвездия.
Из всех звезд невооруженным глазом видимы около 5000. К их числу относятся все звезды, у которых звездная величина т <; 6. В устройствах. автоматической пеленгации яркость звезд оценивают фотоэлектрической звездной величиной, которая несколько отличается от визуальной величины из-за различия спектральных характеристик приемника излучения и глаза.
Цветовую характеристику звезд оценивают, распределяя их на несколько спектральных классов, каждый из которых по виду спектра излучения соответствует излучению черного тела с определенной температурой. Спектральные классы обозначены буквами латинского алфавита: класс О — самые горячие звезды голубого цвета, занимают УФ-область непрерывного спектр а до класса М, к которому относятся звезды красного цвета. Каждый класс делится дополнительно на десять подклассов. Параметры ряда навигационных звезд приведены на рис. 1.30.
Истинный угловой размер звезд (с Земли) составляет (1+2) X X 10-7 рад (0,02+0,05). Однако вследствие различных турбулентных процессов в атмосфере видимый размер звезд составляет 1—10".
Излучение звезд, доходящее до земной поверхности, характеризуется двумя явлениями. Первое — мерцание звезд — дифракционное явление, возникающее в верхних слоях атмосферы. Оно заключается либо в изменении яркости изображения звезды, не сопровождающемся перемещением, либо изменением ее видимых размеров. Отклонения яркости звезды могут достигать 35%, частота мерцаний доходит до 1000 Гц в зените и до 5—10 Гц при наблюдении около горизонта.
Второе явление — дрожание — это видимые угловые колебания изображения звезды относительно среднего положения, вызываемые завихрениями воздуха в нижних слоях атмосферы. Амплитуда угловых колебаний может доходить до 20—30", а частота — до 100 Гц.
