Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, страница 6

Энергетическая освещенность (Е) поверхности равна _________. Обозначив через __________________ энергетическую яркость излучения, рассеянного в направлении ____________, введем понятие двумерной функции распределения коэффициента отражения (ДФРКО) R, определяемой выражением:

 (3.35)

Эта величина измеряется в единицах (ср-1). Иногда ее также обозначают символами _______ или _______. При рассмотрении радарных систем вместо ДФРКО вводится эквивалентная величина бистатичный коэффициент рассеяния_____________, являющаяся безразмерной и связанная с R соотношением:

(3.36)

На практике большинство радарных систем регистрируют только обратное рассеяние — составляющую, противоположно направленную падающему излучению. В этом случае ______________ и ________________, а в качестве характеристики доли возвращаемой доли рассеянного излучения используется безразмерный коэффициент обратного рассеяния _________, определяемый соотношением:

 (3.37)

ДФРКО является функцией направлений падающего и отраженного излучений (в отличие от _________, зависящего только от угла падения излучения, поскольку угол отражения — тот же). Поэтому было бы более правильным записывать ее как функцию четырех аргументов __________________________.Такая форма полезнее в том смысле, что помогает уяснить взаимно-обратную связь ДФРКО:

(3.38)

но из соображений компактности мы будем писать просто R, имея при этом в виду наличие аргументов. В большинстве случаев поверхность обладает благоприятными свойствами с точки зрения учета зависимостей от азимута излучения: вместо учета азимутальных углов ф0 и ф1 бывает достаточно определить зависимость от ____________________, а часто учетом азимута можно вообще пренебречь.

Отражательная способность поверхности _______ является функцией только направления падающего излучения. Она определяется отношением энергии рассеянного отражения к общей энергии падающего излучения:

где М — энергетическая светимость поверхности. Подставляя выражение (2.24) для М, получим:

(3.39)

Отражательную способность поверхности еще иначе именуют альбедо (от латинского «белизна»); она связана с излучательной способностью ___________ в направлении _________________ соотношением:

 (3.40)

Используют еще понятие диффузного альбедо_______, называемого также полусферным альбедо, определяя его как среднее значение _______ для излучения, приходящего со всевозможных направлений полусферы. В таком случае он дает отношение общей энергии рассеянного отражения к общей энергии падающего излучения в предположении изотропности его распределения. Значит, поскольку энергетическая яркость постоянна, мы можем обозначить ее как ________, так что вклад ______ в энергетическую освещенность в направлении ________ составит:

Вклад dM в энергетическую светимость в направлении _________ составит, следовательно,

Итак, энергетическая светимость будет равна

а энергетическая освещенность

Для диффузного альбедо, определяемого в данном случае отношением М/Е, получим (слегка упрощая формулу с использованием уравнения (3.39)):

                              (3.41)

3.3.2. Простые модели поверхностного рассеяния

Если рассеивающая поверхность очень гладкая, то ее свойства подобны зеркалу. В этом случае мы имеем дело с так называемым спекулярным рассеиванием, или спекулярным отражением (от латинского specelem — зеркало). Излучение, приходящее с направления ____________, отражается только в направлении ___________ и _________________, как это схематично показано на рис. 3.9, а. Следовательно, ДФРКО здесь является дельта-функцией, которая имеет вид:

                              (3.42)

где ________ — амплитудный коэффициент отражения Френеля, соответствующий углу падения______. Подставляя это выражение в (3.39), найдем отражательную способность _____ при угле падения_________:

как этого и следовало ожидать, а с учетом уравнения (3.41) получим диффузное альбедо: