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辐射传递

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辐射传递电磁辐射形式的能量传递的物理现象。辐射通过介质的传播受吸收,发射和散射过程的影响。在辐射传输方程描述了数学这些相互作用。辐射传输方程式已广泛应用于光学、天体物理学、大气科学和遥感等领域。对于简单情况,存在辐射传递方程(RTE)的解析解,但对于更现实的介质,具有复杂的多重散射效应,则需要数值方法。本文主要集中在辐射平衡的条件上。

辐射传递

定义

描述辐射场的基本量以辐射度术语称为光谱辐射率(在其他场中通常称为比强度)。对于辐射场中非常小的面积元素,可能会在两种意义上的电磁辐射在每个空间方向上都通过它。用辐射学的术语来说,该通道可以完全表征为在每个空间方向、单位时间、源通道表面的每单位面积,在一定距离处的单位接收立体角,在两种空间感测中每个方向上辐射的能量的数量,每单位波长间隔被考虑(偏振将暂时被忽略)。

局部热力学平衡

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在局部热力学平衡(LTE)的条件下,辐射传递方程的简化特别有用。重要的是要注意,局部平衡可能仅适用于系统中粒子的某些子集。例如,LTE通常仅应用于大颗粒。在辐射气体中,由气体发射和吸收的光子不需要彼此或与气体的大量颗粒处于热力学平衡,即可使LTE存在。

在这种情况下,吸收/发射介质由彼此局部平衡的块状颗粒组成,因此具有确定的温度(热力学零定律)。但是,辐射场不是处于平衡状态,而是完全由块状粒子的存在驱动。


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  1. 辐射传递
  2. 定义
  3. 局部热力学平衡

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