Форма 4
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
«Київський політехнічний інститут»
ВІДПОВІДІ (КЛЮЧІ ТЕСТІВ)
НА КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ ККР
з навчальної дисципліни «Оптико-електронні прилади»
(назва)
для студентів спеціальності (напряму)6.051004
(код)
«Оптотехніка»
(назва)
Контрольне завдання № 1
(завдання 1-5)
1.Для розрахунку як спектральних, так і інтегральних коефіцієнтів пропускання випромінення чистої (не аерозольної) атмосфери необхідно перед усім встановити товщу осадженої води. Для цього скористаємося таблицею 4.1 [1]. Маса водневої пари в насиченому повітрі при температурі повітря 250С, як це випливає з таблиці 4.1, складає 22,80 г/м-3. Як відомо [1], зазначена цифра приблизно дорівнює товщі шару осадженої води wo на трасі довжиною в 1 кілометр. Якщо ж врахувати задану довжину траси D=1,5 км. і вологість повітря у 60%, то товща осадженої води складе
w=wo·HR·D=22,80·0,60·1,5=20,52 мм.
Для розрахунку інтегрального коефіцієнта пропускання світла в зазначеному вікні прозорості VI скористаємося методикою Лангера [2]. Перш за все встановлюємо за допомогою таблиці 5.2, що w > wi, тобто має місце сильне поглинання молекулами води, і тому необхідно скористатися другою формулою (5.25) Лангера:
τа=kі
де з таблиці 5.2 для шостого вікна маємо: ki=0,827, wi=0,26, βi=0,095.
З врахуванням чисельних значень отримуємо інтегральний коефіцієнт пропускання шостого вікна прозорості атмосфери:
τі=0,827
=
0,5474.
2. Для розрахунку спектрального коефіцієнта пропускання монохроматичного випромінення з довжиною хвилі 4 мкм. скористаємося таблицями Песмана-Лармора [3].
За допомогою таблиць встановлюємо спектральний коефіцієнт пропускання парою води (застосовується метод інтерполяції для підвищення точності)
τН2О=0,9605,
і вуглекислим газом
τСО2=0,9705.
Остаточно загальний коефіцієнт пропускання атмосфери, обумовлений резонансним поглинанням енергії молекулами зазначених газів, складає
τа= τН2О·τСО2 =0,96·0.97=0,93.
3. З практичної точки зору оцінку коефіцієнта пропускання, обумовленого розсіюванням на аерозолях, доцільно виконати, використовуючи поняття метеорологічної дальності видимості Dv.
Відомо [3], що показник ослаблення за рахунок розсіювання, якщо аерозоль утворює серпанок, може бути визначений за формулою
γλ=γ0,6
,
де в даному випадку: λ=4 мкм, γ0,6=3,92/DV=3,92/10=0,392 – показник розсіювання світла з довжиною хвилі 0,6 мкм.
З врахуванням чисельних значень параметрів отримуємо
γλ=0,392(0,6/4)1,3=0,0333.
Використовуючи закон Бугера-Ламберта, розраховуємо коефіцієнт пропускання атмосфери, яка розсіює
τр=е-γλD=2,72-0,0333·1,5=0,951.
4. Загальний спектральний коефіцієнт прозорості атмосфери з врахуванням поглинання і розсіювання знаходиться як
τ= τа· τр=0,93·0,951=0,884.
Відповіді:
Параметри |
Варіант |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
τі |
0,547 |
0,407 |
0,219 |
0,508 |
0,376 |
τН2О |
0,960 |
0,651 |
0,013 |
0,002 |
0,344 |
τСО2 |
0,970 |
0,996 |
0,991 |
1 |
0,892 |
τа |
0,930 |
O,648 |
0,013 |
0,002 |
0,307 |
τр |
0,951 |
0,861 |
0,606 |
0,649 |
0,796 |
τ |
0,884 |
0,558 |
0,008 |
0,001 |
0,244 |