第3讲 光线传输矩阵
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非球形气溶胶粒子散射相函数经验公式
程晨;徐青山;朱琳
【摘 要】散射相函数是研究电磁波传输特性的重要参数,直接影响电磁波传输方程的简化程度和解的精度.基于电磁散射与辐射传输中的基本理论,对非球形粒子散射相函数的经验公式进行了研究.为了很好的模拟非球形粒子的后向散射峰值,提高辐射传输方程的简化程度和解的精度,提出了一种新的相函数经验公式.分析新的相函数对非球形粒子的适用性,以单个沙尘性气溶胶为例,计算了不同形状粒子的Henyey-Greenstein*相函数和新的相函数随角度的变化,并与T矩阵法的计算结果进行了对比,发现椭球形粒子的长短轴比和有限长圆柱形粒子的径长比大于0.5时,新的相函数在大角度后向散射部分与T矩阵法的吻合程度较高.考虑波长变化,对比了尺寸谱满足对数正态分布的四种气溶胶粒子的Henyey-Greenstein*相函数和新的相函数与T矩阵法的计算结果.研究表明,对于椭球形粒子和有限长圆柱形粒子,在大角度(大于90°)后向散射部分,除了0.694时的椭球形海洋性气溶胶,新的相函数均方根差较小的占100%,证明了新的相函数可以较好的模拟非球形粒子的后向散射特征.新的相函数对准确模拟辐射传输过程具有重要意义.
【期刊名称】《光谱学与光谱分析》
【年(卷),期】2019(039)001
【总页数】7页(P1-7)
【关键词】非球形粒子;相函数;经验公式;后向散射
【作 者】程晨;徐青山;朱琳 【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所基础科学中心光电探测室 ,安徽
合肥 230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所基础科学中心光电探测室 ,安徽
合肥 230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所基础科学中心光电探测室 ,安徽
合肥 230031;中国科学技术大学研究生院科学岛分院 ,安徽 合肥 230031
【正文语种】中 文
【中图分类】O431.1
引 言
大气气溶胶是指悬浮在大气中的直径为10-3~101 μm的固体或液体颗粒组成的体系。由于它是由不同相态物体组成的,虽然含量很少,但对大气中发生的许多物理化学过程都有重要的影响。为了加强对大气气溶胶的研究,国际上已经实施了几个较大的气溶胶研究项目[1],目前我国有关大气溶胶的研究主要集中在非球形气溶胶粒子散射和吸收特性以及环境因素对粒子辐射特性的影响[1]。其中非球形粒子的散射相函数是非球形粒子散射特性研究的主要工作之一。散射相函数的计算模型主要有散射理论模型和简化的经验模型两类。
光传播矩阵 解释
光传播矩阵,这听起来就像一个充满神秘力量的魔法阵呢。
咱就把光想象成一群调皮的小精灵,它们在空间里跑来跑去。这光传播矩阵啊,就像是给这些小精灵们制定的特殊规则手册。比如说,在不同的介质里,像玻璃、水或者空气里,这些小精灵光的行动路线可就不一样了。光传播矩阵就能把这种在不同介质里光的传播规律用一种很数学化、很精确的方式表示出来。
你看啊,光从一种介质进入另一种介质的时候,就像小孩子们从一个操场跑到另一个操场玩耍,它的速度会改变,方向也可能会改变。这光传播矩阵就像是一个聪明的记录员,它能准确地把这些变化记录下来。
那这个矩阵是怎么做到的呢?这矩阵里面有各种元素,这些元素就像是一个个小密码,组合在一起就能告诉我们光在传播过程中的各种信息。它可以告诉我们光的强度会怎么变,光的偏振状态又会发生什么改变。这就好比是一个厨师有一本特殊的食谱,食谱里的各种配料和步骤就对应着矩阵里的元素,按照这个食谱做出来的菜就是光在传播后的各种状态。
如果我们把光传播的空间看成是一个大迷宫,那光传播矩阵就是这个迷宫的地图。光要从迷宫的起点走到终点,它会根据矩阵这个地图来决定是向左转、向右转还是直走。这个矩阵可以预测光在这个迷宫里每一个角落的行为。
光传播矩阵在很多地方都特别有用。就拿光学仪器来说吧,像显微镜、望远镜这些东西。我们希望光在这些仪器里按照我们想要的方式传播,这样我们才能看清楚很小很小的东西或者很远很远的东西。这时候光传播矩阵就派上大用场了,它能帮助科学家们设计这些仪器,让光乖乖听话,按照人们期望的路径传播。
再比如光纤通信,现在咱们能这么畅快地在网上冲浪,光纤可是大功臣呢。光在光纤里传播就像是一列小火车在特制的轨道上行驶。光传播矩阵就能保证光在光纤这个长长的轨道里稳定地传播,不会乱跑,从而保证我们的信息能够准确无误地从一个地方传输到另一个地方。
这光传播矩阵啊,其实也是一种把复杂的光学现象简单化的方式。如果没有它,我们要研究光在不同情况下的传播,那可就像在一团乱麻里找线头一样困难。有了这个矩阵,就好比给我们一把梳子,能把这团乱麻梳理得整整齐齐,让我们能清楚地看到每一根线的走向。
尼康D7100使用教程 新手如何进行D7100菜单设置
由于半画幅机皇尼康D7100的出色表现,众多摄影新手入手单反即为尼康D7100,而对着一本厚厚的尼康D7100说明书,不少人备感头疼。本教程针对新手如何进行尼康D7100的菜单设置进行简要说明,让你方便省时、轻松读懂尼康D7100说明书。
设定菜单的设置
格式化存储卡
新购买的或者在其他相机中使用过的存储卡,建议在这里格式化一下再使用。注意,格式化前先把卡里的内容作备份。
保存用户设定
D7100提供了U1和U2两种用户自定义模式。举个例子,譬如你习惯用A(光圈优先)模式,然后根据拍人像的特点用大光圈、低对比度和低锐度等设置成了一套自己定的人像拍摄方案,你就可以把它存储在“U1”模式中;再根据风景的特点用小光圈、高对比度和高锐度等设置成一套自己定的风景拍摄方案,同样可以存储在“U2”模式中。以后要拍人像时,只须把模式转盘选在“U1”;拍风景时,把模式转盘选到“U2”即可,而不再需要反复设置光圈、速度、ISO、锐度、对比度、白平衡等各项参数。
设定“U1”、“U2”方法是:
⑴.设置好自己的拍摄方案(比如人像模式或风景模式)。 ⑵.在“设定菜单”选择“保存用户设定”,并按下“▶”按钮。
⑶.选择“保存到U1”或者“保存到U2”,再按“▶”按钮。
⑷.选择“保存设定”,按下“OK”键即成。
重设用户设定
如果你觉得以前设定的“U1”或“U2”参数不合适了,在这里选“重设U1”或者“重设U2”,就能清除先前保存的用户设定,回到出厂时的待设定状态。
显示屏幕亮度
新出厂的相机经过严格测试,把屏幕亮度固定在合理的数值上,用户不宜去改动它,否则可能会严重影响你对拍摄结果的判断。
清洁图像传感器
相机通过振动,清除感应器(CMOS)上的灰尘。建议“启用和关闭时清洁”,这样每次开启和关闭电源时,相机都会振动一次,以及时清洁感应器上的灰尘。
向上锁定反光板以便清洁
近红外光谱分析技术的数据处理方法
引言
近红外是指波长在780nm~2526nm范围内的光线,是人们认识最早的非可见光区域。习惯上又将近红外光划分为近红外短波(780nm~1100nm)和长波(1100 nm~2526 nm)两个区域.近红外光谱(NearInfrared Reflectance Spectroscopy,简称NIRS)分析技术是一项新的无损检测技术,能够高效、快速、准确地对固体、液体、粉末状等有机物样品的物理、力学和化学性质等进行无损检测。它综合运用了现代计算机技术、光谱分析技术、数理统计以及化学计量学等多个学科的最新研究果,并使之融为一体,以其独有的特点在很多领域如农业、石油、食品、生物化工、制药及临床医学等得到了广泛应用,在产品质量分析、在线检测、工艺控制等方面也获得了较大成功。近红外光谱分析技术的数据处理主要涉及两个方面的内容:一是光谱预处理方法的研究,目的是针对特定的样品体系,通过对光谱的适当处理,减弱和消除各种非目标因素对光谱的影响,净化谱图信息,为校正模型的建立和未知样品组成或性质的预测奠定基础;二是近红外光谱定性和定量方法的研究,目的在于建立稳定、可靠的定性或定量分析模型,并最终确定未知样品和对其定量。
1工作原理
近红外光谱区主要为含氢基团X-H(X=O,N,S,单健C,双健C,三健C等)的倍频和合频吸收区,物质的近红外光谱是其各基团振动的倍频和合频的综合吸收表现,包含了大多数类型有机化合物的组成和分子结构的信息。因为不同的有机物含有不同的基团,而不同的基团在不同化学环境中对近红外光的吸收波长不同,因此近红外光谱可以作为获取信息的一种有效载体。近红外光谱分析技术是利用被测物质在其近红外光谱区内的光学特性快速估测一项或多项化学成分含量。被测样品的光谱特征是多种组分的反射光谱的综合表现,各组分含量的测定基于各组分最佳波长的选择,按照式(1)回归方程自动测定结果:组分含量=C0+C1(Dp)1+C2(Dp)2+…+Ck(Dp)k(1)式中:C0~k为多元线性回归系数;(Dp)1~k为各组分最佳波长的反射光密度值(D=-lgp,p为反射比)。该方程准确的反映了定标范围内一系列样品的测定结果,与实验室常规测定法之间的标准偏差SE为:SE=[Σ(y-x)2/(n-1)]1/2(2)式中:x表示实验室常规法测定值,y表示近红外光