第一章节：大气遥感幻灯片.pptVIP

第四节 吸收线的形成和谱线形状 * 吸收光谱 定义： 物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱。是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果 * 电磁与单分子的相互作用 一个孤立分子的总内部能量由三种能态组成： 电子能量+振动能量+转动能量 当从低（或高）能态到高（或低）能态的跃迁产生时，辐射就被吸收（或发射）。 跃迁可以包括电子能，振动能或转动能的变化，或者这三种形式的任意组合的变化。由单一跃迁引起的吸收谱称为吸收线 * 谱线的形状 分子的吸收（或发射）谱是由线条分明的频谱线所组成，它相应于该分子的明确规定（量化）的能级间跃迁。这样的谱将是一个孤立，无扰和静止的分子系特征。但是实际上分子处于恒动之中，彼此相互作用和碰撞，也和其他材料的物体碰撞，这种扰动引起了能级宽度的变化，其结果使谱线具有一定的宽度。谱线宽度的增加称为线增宽。在谱线增宽的各种来源中间，由分子碰撞产生的压致增宽对大气吸收是最重要的。 * Processes in plants and ecosystem occur over a wide range of spatial and temporal scales. The range of spatial scales defining the state of a system and temporal scales defining the processes with the system over 14 orders of magnitude. Processes take place at spatial scales ranging from the size of cells up to the extent of the globe; temporal scales range from fractions of a second to the millions of years (Jarvis, 1995). Much current research in plant science is mainly focused on processes of energy and mass exchanges over almost this entire range of scales. Knowledge of processes in plants and vegetation is largely at small scales. 如果某一物体对任何波长的辐射都能全部吸收，即A = 1，则称该物体为绝对黑体。相应的必有R = 0 , T = 0 。如果物体仅对某一波长有Al = 1，则称该物体对这一波长为黑体。 绝对黑体在自然界是不存在的 ，但在实验室可以人工制造出尽可能接近于绝对黑体的表面。 如果物体的吸收率A 不随波长而变，但A 1，则称该物体为灰体。 应当注意，这里所讨论的黑体与一般所谓黑色物体是有区别的。黑色物体只表明它对可见光的反射性质，不能根据物体的颜色来判断它对其它波段的吸收能力。例如洁白的雪面对远红外波段而言，远比一般物体更接近于黑体。 在物理学中，直接把辐射作为电磁波 每份能量的辐射称为光子。每个光子的能量 为 为辐射频率，以S－1为单位，h为Planck常数，h＝6.626*10-34JS。在真空中以光速c传播 c＝2.9979*108ms－1 * 频率 与波长 之间的关系： 习惯上常用微米μm(1μm＝10-4cm)来表示太阳辐射的波长；其他的单位，如纳米nm（1nm＝10-7cm＝10-3μm）和埃米?（1?＝10-4μm）也经常使用，特别是用于紫外辐射。 频率单位通常使用GHz，1GHz＝109Hz，因此，1cm相当于30GHz。 波长的倒数称为波数n，表示单位距离内波的数目，常以cm－1为单位，习惯上常用波数n来描述红外辐射特征，它的定义是： 因此，一个光子的能量与辐射的波长成反比，光子的辐射频率和相应的能量与波数成正比。 * 1.1.3电磁波谱 不同波长的电磁波具有不同的物理性质，因此我们可以按波长或频率来区分辐射，确定相应的名称，它们共同组成了电磁波的频谱。 * 人眼视网膜敏感区相应的电磁波，称为可见光区。在可见光区还可以分成几个次波段，它们具有不同的颜色：红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 * 电磁波谱 紫外线： uv-A： 0.315-0.400 微米 uv-B： 0.280-0.315微米 uv-C： 0.150-0.280微米 n