口碑最好的白癜风医院 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/ffxbdf/大家好,欢迎收看我的百家号魂清天然说,接下爱来我为大家讲一讲大气闪烁现象。
一、大气闪烁现象
晴朗无云的夜晚,特别是在冬季,我们常看到遥远的星星闪烁不已,好象星光的亮度在不断变化似的。尤其当星星位于地平线附近时亮度的变化更为剧烈,有时还伴随色彩的变化。远方的灯光在黑暗中也会忽明忽暗地闪烁不已,与星光闪烁十分类似。
在夏季烈日曝晒下,当我们观测远方的树木、房屋时,好象通过一层流水一般,远方景物的轮晃晃忽忽、动摇不定。另外,在日出或日落时偶然能看到“太阳嬉戏”。这时太阳忽而上升,忽而下沉,太阳光盘还会发生奇怪的扭曲,甚至分裂成几块。远处景物的摇晃不定和地平线附近太阳光盘的变幻无常的现象,称之为摇景。
不论是星光的闪烁,还是近地面的摇景,统称为大气闪烁现象。星光和远方的闪烁属于点光源的闪烁现象,它主要有下列特点:点光源视位置的摆动,称为光的抖动;点光源视强度的起伏,称为光强闪烁;点光源颜色的变幻。远方景物、人工发出的光束等属于大面积光源,其闪烁现象原则上与点光源的各种特点相同。但由于发光面积较大,所以还往往会出现光源外形和内部结构的扭曲,有时还会出现视像扩大、缩小,甚至使光斑分裂成几块,光源各部分的强度也极不均匀,常出现带状阴影等。
二、成因和规律
闪烁现象早在一千多年前就被人们所观测到,当时一些天文学家认为,星光闪烁是由于高速旋转的恒星,以亮度不同的部位变化地对着地球因此看上去发生光强闪烁。伽利略和开普勒更以为恒星的闪烁乃是它们发出的光强本身随时间变化的缘故。
经过大量观测和分析,才弹清了不论是天文闪烁或地面摇景,都是由于大气的不规则折射引起的。大家知道,大气中无时无刻都存在大气乱流,它们就像一个个涡淀,充满了大气空间。这种称之为满窝的尺度大小可从几十厘米到上千米,而小于几十厘米和大于千米的润在大气中也并不罕见。大气中淄涡的不规则运动和不断生肖,使得大气温度也随尺度不同的湍涡而不规则起伏。由于同一水平上气压的起伏是很微弱的,因此这种温度的不规则起伏,直接引起大气密度随时间和空间的不规则变化,从而造成大气折射率的不规则变化。大气湍流的作用,引起大气折射率随时间和空间的变化。这种变化又如何引起闪烁现象呢?根据光的波动观点,我们作如下定性说明。的路径传摇方向不变,波阵面维持平面不变。但是光线如果在折射率随时间、空间不规则变化的大气中传播时,就会由于传播速度的变化而使波阵面产生形变,出现凹面S和凸面T。在凹面s的前方A点处,光线是辐合的,光强增大。而在凸面T前方B点处,光线是辐散的,光强减弱。如果我们在观测点,时而观测到A点的情况,时而观测到B点的情况,这就形成了光强的闪烁。再加上波阵面不规则倾斜,就会使光的传播方向也不断地偏离而发生光斑忽上忽下、忽左忽右地抖动。
至于颜色的变化和闪动,则和大气的色散作用有关。特别当光源的视天顶距大于50°时,由于大气的色散作用较为强烈,大气密度的不规则起伏就有可能把白光分解为七色彩带,并发生不规则的变化,产生不断变异和闪动的彩光。无论是星光或地面光源的闪烁,都已进行了大量观测和实验研究,对闪烁的规律有了基本了解。观测表明,星光的大气质量有很大关系。当恒星位于天顶时,闪烁最弱。随着恒星天距增大,闪烁也急剧增强。例如当恒星的天顶距为75°时,闪烁强度要比恒星位于天顶时大好几倍。因此,位于地平线附近的星体其闪烁现象最为明显,至于星光的抖动,其抖动频率零点几赫至几百赫,抖动角从零点几秒至几秒。当然星光料动也与恒星的天顶距有关。此外,星光闪烁还与季节有关,一般冬天的星光烁要比夏天更为强烈。
光在近地面大气中传播时所引起的闪烁现象,也有不少实验观测。近年来多用激光来研究大气闪烁效应。例如利用二氧化碳激光器发射的激光光東,研究了光束穿透三公里大气后的光强闪烁规律。观测表明,激光的光强闪烁频率从1赫至35林,而85%的观测结果在4至8赫之间。而激光光强的闪烁强度则具有明显的日变化。通常日出后闪烁增大,到了中午,由于大气对流旺盛,大气乱流活动十分活跃,因此闪烁也最强。傍晚,闪烁复又减弱。至源夜,闪烁最弱。光强闪烁除日变化外,还具有年变化,通常如闪烁强度冬季较夏季为强。此外,光强闪烁还与天气条件有关,一般天气晴朗时闪烁较多,多云天气闪烁减弱,阴雨天则闪烁最少。光束的抖动规律,当光束水平忽传输10公里距离后,所产生的抖动角从几秒到几十秒。抖动频率从零和点几赫至几百赫,而主要集中在二十赫附近。光東的抖动同样具有日变化、年变化,并与天气条件有关。
生产实践的实际意义闪烁现象与生产实践关系密切。因此,对闪烁现象的研究,日益成为人们