Особенности видимого диапазона
Распределение спектральной плотности излучения:
Вследствие поглощения атмосферой спектр излучения Солнца обрывается у поверхности Земли на . Если энергию, приходящуюся на интервал 0,3-2,3 мкм принять за 100%, то распределение этой энергии будет выглядеть следующим образом:
УФ | 0,3-0,4 | 1% |
ВО | 0,4-0,75 | 40% |
ИК | 0,75-2,3 | 59% |
Из энергетических соображений, ИК область также возможна для зрения, однако есть два НО, которые мешают нам видеть:
1) При увеличении λ, ухудшается разрешающая способность (оптический прибор не видит ничего <λ). При увеличении λ, должны увеличиваться размеры приёмника.
2) Решающее значение для эффективного зрения имеет соотношение между потоком фотонов, несущих информацию о предмете (т.е. отраженных предметов), и потоком тепловых фотонов, которые создают фоновый шум.
– средняя концентрация фотонов, приходящихся на 1 моду колебаний, с частотой в равновесном излучении.
Солнце/Земля:
Исходя из картинки, запишем телесный угол: ; ==2,16*, что означает ослабление потоков фотонов от Солнца к Земле.
Дляи температуре Солнца Т=6000К ;
- концентрация фотонов, долетающих от С. до З.
- концентрация фотонов от Земли.
При температуре Земли Т=300К: .
В действительности, если учесть поглощение солнечного излучения атмосферой и другие факторы, то величина уменьшится на несколько порядков. Полезный сигнал будет составлять: , однако он на тридцать порядков больше, чем шумовой сигнал.
Для;Различие в пять порядков. Учитывая поглощение и прочие вышеуказанные факторы, полезный сигнал будет составлять: , откуда следует, что зрение данных видов волн невозможно.
