Влияние среды распространения на точностные характеристики оптических измерительных систем — страница 2

толщиной dl соотношением Формула SEQ Формула * ARABIC 1 где sl — коэффициент ослабления потока монохроматического излучения, зависящий в общем случае от свойств среды и длины волны, км-1; dl — толщина элементарного слоя среды, км. При интегрировании Формула 1 по l для случая однородной оптической среды получим известное выражение закона Бугера: Формула SEQ Формула * ARABIC 2 где Fll — поток монохроматического излучения на выходе слоя среды. На

основании Формулы 2 можно записать выражение закона Бугера через интенсивность излучения: Формула SEQ Формула * ARABIC 3 где J0l, Jll — интенсивности монохроматического излучения до и после прохождения слоя среды, Вт/стерад. Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 2 Зависимость спектрального коэффициента пропускания чистой атмосферы от длины волны Спектральный коэффициент прозрачности среды протяженностью 1 км (удельное пропускание) Произведение

называют оптической толщиной слоя среды, а экспоненциальный множитель в выражении Формула 3 —спектральным коэффициентом пропускания (прозрачности) оптической среды. Зависимость Tal=f(l) для атмосферы имеет селективный характер (Рисунок 2). Таким образом, выражение Формула 3 принимает следующий вид: Рассмотрим основные факторы, определяющие величину ослабления (затухания) лазерного излучения в атмосфере Земли. Такими факторами

являются селективное молекулярное поглощение и рассеяние, а также селективное рассеяние на частицах (аэрозолях). Как известно, атмосфера Земли представляет собой оптическую среду, состоящую из смеси газов и водяного пара со взвешенными в ней посторонними твердыми и жидкими частицами — аэрозолями (капельки воды, появляющиеся при конденсации водяного пара, пылинки, частицы дыма и т. п.), размер которых колеблется от 5-10-6 до 5-10-3см.

Азот (78%) и кислород (21%) являются основными постоянными компонентами приземного слоя атмосферы. На долю других газов (углекислый газ, водород, озон, аргон, ксенон и др.) приходится менее одного процента объема. На оптические свойства (прозрачность) атмосферы в основном влияют вода в газовой и жидкой фазах, углекислый газ, озон, а также аэрозоли. Содержание их в атмосфере Земли различно на разных высотах, в разных географических

районах и зависит от метеорологических условий. Кроме того, состав атмосферы непрерывно меняется из-за турбулентности, т. е. хаотических вихревых движений слоев атмосферы. Концентрация водяного пара в атмосфере зависит от географического положения района, времени года, высоты слоя атмосферы, местных метеоусловий и колеблется по объему от 0,001 до 4%. Основное количество водяного пара сосредоточено в нижнем пятикилометровом слое