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习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d L πππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.496101367 6.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3107W/m 2；②3.71026W ；③4.51010, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长=10m 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
【最新整理，下载后即可编辑】习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2 云体：余弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气辐射复习思考题（王普才）1.大气辐射的基本定律有哪些？Planck定律、Stefan-Boltzmann定律、Kirchhoff定律、Wien位移定律。
2.辐射理论和电磁场理论有什么联系？辐射能量是以电磁波的形式在空间中进行传输的，因此电磁场理论是辐射理论的基石(Maxwell方程组)，对于UV到MW波段的电磁波，在波长较短的范围内辐射理论更广泛使用(Planck定律)而在长波长范围内电磁场理论更加广泛使用(Maxwell方程组)，这是因为在短波长范围内，所关心的更多的是其诸如发射率、辐射出射度等辐射特性，而在长波长范围更多地是研究其诸如偏振等电磁特性。
这是由于电磁波的波粒二象性所决定的。
但总而言之，辐射理论是由电磁场理论得出的，各种辐射特性和理论的物理本质要归结于电磁场与电磁波的各种理论之中。
3.列举测量辐射强度（辐亮度）和辐射通量密度（辐照度）的仪器。
辐亮度：太阳光度计，如AERONET联网的标准CE318或手持式CE312辐照度：总辐射表4.米（Mie）散射有什么特点？分子散射有什么特点？Mie散射发生的条件是波长与粒子尺寸相当时发生的散射，散射强度与波长的平方成反比，且前向散射强度大于后向散射。
在地球大气中，太阳光发生Mie散射的粒子主要是气溶胶。
Rayleigh散射（分子散射）发生的条件是波长远大于粒子尺寸，散射强度与波长的四次方成反比，前向散射与后向散射强度相当。
在地球大气中，太阳光发生Rayleigh散射的粒子主要是气体分子。
5.分子能级包含哪些能级？各有什么特点？根据分子内部原子核或核外电子运动的方式不同可以分为：转动能级、振动能级和电子能级，分别对应发生能级跃迁时转动能、振动能和电子能（一般能级跃迁时不涉及平动能变化）。
转动能级变化所对应吸收或发射的光谱波段位于微波或远红外波段；振动能级则位于中红外波段（很少独立产生，常伴随转动跃迁）；能量最大的电子能级位于可见光和紫外波段。
辐射防护练习题（含答案）一、单选题（共76题，每题1分，共76分）1.在内照射条件下,对于中子γ、β、α等粒子射线,危害由大到小顺序A、γ>β、X.αB、α>γ、X.βC、X>γ、β、αD、β>γ、X.α正确答案：B2.辐射工作单位因故遗失许可证的,应当及时到所在地()报刊上刊登遗失公告,并于公告30日后的()个月内持公告到原发证机关申请补发。
A、县级,1B、市级,1C、省级,2D、省级,1正确答案：D3.放射性同位素按一定速率进行衰变,称为放射性___规律A、分裂B、聚变C、裂变D、衰减正确答案：D4.哪位科学家分离出金属镭A、居里夫人B、伦琴C、贝克勒尔D、爱因斯坦正确答案：A5.以下关于辐射的生物学效应中直接作用与间接作用叙述正确的是()A、直接作用是由水分子电离与激发引起生物大分子结构功能破坏系列损伤效应B、间接作用是由电离辐射直接造成生物大分子的损伤效应C、直接作用是由电离辐射直接造成生物大分子的损伤效应D、间接作用不会引起生物分子的破坏正确答案：C6.典型成年人受检者X射线摄影的剂量指导水平腰。
椎侧位投照(LAT)每次摄影入射体表剂量为()mGy。
A、30B、10C、15正确答案：A7.离子注入机由离子源、质量分析器、加速器、四级透镜、扫描系统和靶室组成,其中,()是离子注入机的核心部位。
A、加速器B、质量分析器C、四级透镜D、离子源正确答案：D8.核子仪是一种测量装置,主要由一个()的射线发射装置和一个辐射探测器组成。
A、不带屏蔽B、带屏蔽C、裸露的D、无危害的正确答案：B9.口内牙片机机房最小有效使用面积不小于()m2,最小单边长度不小于()m.A、3,1B、5,2.5C、3,2D、3,1.5正确答案：D10.生产、销售、使用放射性同位素与射线装置的单位,应当对本单位的放射性同位素与射线装置的辐射安全和防护工作负责,并依法对其造成的()承担责任。
A、放射性危害B、信用损失C、名誉损失D、经济损失正确答案：A11.电离辐射和非电离辐射的主要区别是射线(粒子或波)携带的能量和()能力,而不是射线的数量。
思考题与习题（第一章p21）1. 为什么定义粒子注量时，要用一个小球体？答：粒子注量：•：= dN Ida表示的是非单向平行辐射场的情况。
之所以采用小球体，是为了保证从各个方向入射的粒子有相同的截面积，从而保证达到“门是进入单位截面积小球的粒子数”的目的。
2. 质量减弱系数、质量能量转移系数和质量能量吸收系数三者之间有什么联系和区别？答：区别：质量减弱系数Zr :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，因相互作用，粒子数减少的份额质量能量转移系数叽I ■■:不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，因相互作用，其能量转移给带电粒子的份额质量能量吸收系数J en I :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后，其能量被物质吸收的份额。
联系：由J= J P知，质量能量转移系数J tr I ■■是质量减弱系数A的一部分;由J en I ：?= J tr /「1 - 9知，某物质对不带电粒子的质量能量吸收系数J en ∣：；，是质量能量转移系数J tr I J和1 - g的乘积。
4. 在 辐射场中，某点处放置一个圆柱形电离室，其直径为 0.03m ,长为0.1m 。
在 射线照射下产生IO -6C 的电离电荷。
试求在该考察点处的照射量和 同一点处空气的吸收剂量各为多少？_ 6 6dQ 10 一 10 一. I kV= 0.011 C ・ kg 一11V解：dmd 2l 1 .293.140.03 20.144D a = 33 .85 X = 33.850.011 = 0.372 Gy答：该考察点处的照射量为0.011 C 4kg ^ ,该点处空气的吸收剂量为0.372 Gy 。
5.通过测量，已知空气中某点处照射量为 6.45× 10-3C ∙ kg -1 ,求该点处 空气的吸收剂量。
解: D a =33.85X =33.856.45 10 ^=0.218 Gy答：该点处空气的吸收剂量为0.218 Gy 。
习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610s s s s sr F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s sr F m Wm Wπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e sm Wm r S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案：①6.3⨯107W/m 2；②3.7⨯1026W ；③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47⨯108km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52⨯108km ）为S2，求其相对变化值121S S S -是多大。
答案：6.5%同1（1）：221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S SS S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。
如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。
174W/m 2云体：余弦辐射体+立体角 根据：202/4cos cos sin 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4T F T L σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174T E Wm σ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离d 0=1.50×108km 时，求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。
大气科学导论第一次作业参考答案
1、水汽和臭氧对地球大气来说为什么是重要的两种气体？
答题要点
水汽：
1）水的三相变化（各种天气现象）、水循环（大气的物质循环）、潜热释放（大气的能量循环）
2）水汽：重要的温室气体
臭氧：
1）重要的温室气体
2）平流层臭氧层的作用
3）对流层臭氧：强氧化剂
2、气溶胶对辐射强迫和全球气候变化的贡献？
答题要点
1）直接辐射强迫
2）间接辐射强迫
3）参与一些大气化学过程
大气科学导论第二次作业参考答案
1、利用下面“大气+地球”辐射平衡模式，计算地面平衡温度(R为地气系统反射率，A s 为大气短波吸收率，A l为大气长波吸收率，地面在长波波段为黑体），利用得到的结果讨论水汽增加和云增加对地面温度的影响；“低碳经济”降低二氧化碳是改变哪个物理量？
（引自吕映荷00904024）
2、辐射平衡条件下，地球的有效温度为Te。
假设地球不是球体而是圆柱体，南、北底面半径为R，高度为2R，其轴垂直于绕太阳运行的轨道面，短波反射率不变，那么它的有效温度将变为多少？与现在的有效温度为Te相比变高还是变低？
（引自韩蕊00804001）
3、从普朗克定律导出斯蒂芬– 玻尔兹曼定律和维恩位移定律可参考教材《大气物理学》第70页
（引自宫家睿1100012921）
（引自傅成00804005）。
84．晴朗天空呈蓝色的原因(多选)?A. 主要是分子散射B. 主要是粗粒散射C. 散射能力与波长四次方成正比D. 散射能力与波长四次方成反比【知识点】：4.4【难易度】：C【答案】：AD85．地面辐射差额的定义是（）。
A．地面吸收的太阳直接辐射与地面长波出射度之差；B．地面吸收的长波辐射与地面有效辐射之差；C．地面吸收的太阳总辐射与地面长波出射度之差；D．地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差。
【知识点】：4.6【难易度】：D【答案】：D86．下列哪一种说法不正确：（）A.物体温度越高，辐射能力越强；B.物体在热辐射平衡条件下，吸收多少辐射，放出多少辐射；C.黑体的辐出度与波长的四次方成正比，与其它因素无关；D.黑体最大放射能力所对应的波长与其绝对温度成反比。
【知识点】：4.2【难易度】：C【答案】：C87.大气具有保温效应的原因是A．大气容易吸收太阳短波辐射B．大气容易发射短波辐射C．大气对长波辐射吸收多，对短波辐射透明度高D．大气中水汽含量多【知识点】：4.7【难易度】：B【答案】：C88.下列哪一条不是晴空呈兰色的原因：A.到达人眼的可见光，既非波长太长的光，又非波长太短的光；B.到达人眼的光是不同波长的混合散射光；C.到达人眼的光是不同波长的混合折射光；D.人眼感觉敏锐的色光偏向于绿色【知识点】：4.4【难易度】：B【答案】：C89.温度为T的灰体球，对长波辐射吸收率为Aλ，对短波辐射发射率为ελ，下列关系正确的是（）A.Aλ=ελ<1B.Aλ〈ελ<1C.Aλ〉ελ>1D.Aλ=ελ=1【知识点】：4.1【答案】：A90.一年中南京大气上界太阳辐射日总量最大的是（）A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日【知识点】：4.5【难易度】：C【答案】：B91.关于长波辐射在大气中传输不同于太阳辐射的特征，下列哪一条不正确（）A.不计散射削弱作用B.可以不考虑大气本身发射的长波辐射C.具有漫射性质D.必须考虑大气本身发射的长波辐射【知识点】：4.6【难易度】：C【答案】：B92．分子散射的特点是：（）A．与波长无关，前向散射大；B．与波长成正比，后向散射大；C．与波长四次方成反比，前向后向散射相同；D.与波长四次方成正比，前向后向散射相同。
