北航大气辐射导论复习题库

（一）基本辐射理论 1、写出电磁波波长、波数和频率之间的关系。 2、写出立体角的定义。 3、对于各向同性辐射，已知辐射强度为 I ，写出其通量密度。 4、大气的消光作用主要包括哪些？ 5、什么是消光截面？ 6、简述消光截面、质量消光截面、消光系数之间的关系。 7、简述消光截面、吸收截面和散射截面之间的关系。 8、什么是散射尺度参数？散射的分类？ 9、什么是独立散射？ 10、什么是单散射和多次散射？ 11、简述黑体的物理意义？ 12、写出普朗克公式的三种形式。 13、写出斯蒂芬-玻尔兹曼定律。 14、写出维恩位移定律。 15、描述基尔霍夫定律的物理意义。 16、给出黑体发射率与吸收率之间的关系。 17、简述热力学平衡状态和局域热力学平衡状态。 18、什么是红外频率中的振转带？ 19、分子的储能方式有哪些？ 20、简述电子能级、振动能级、转动能级之间的关系。 21、写出 O2、H2O、CO2 分别有几个振动模和转动自由度？ 22、什么是容许跃迁和禁戒跃迁？ 23、什么是简并？ 24、给出转动跃迁的选择定则。 25、比较线性双原子、线性三原子、挠曲三原子分子的选择定择有何异同？ 26、简述什么是跃迁的平行支、垂直支？ 27、简述线性三原子分子的选择定择， 并描述 P、 Q、 R 支与选择定则的对应关系。 28、谱线增宽的原因有哪些？ 29、写出压致增宽洛仑兹廓线的线形表达式、吸收系数表达式。
30、写出压致增宽半宽随气压和温度的变化关系。 31、写出多普勒增宽的吸收系数表达式。 32、写出多普勒增宽的半宽表达式。 （二）大气中粒子的光散射 33、什么是瑞利散射和洛仑茨-米散射。 34、写出散射强度的普遍表达式。 35、什么是散射相函数，写出其定义表达式？ 36、给出瑞利散射的散射截面。 37、对于非偏振入射太阳光，其瑞利散射的相函数是什么？ 38、分别写出垂直/平行分量瑞利散射的强度方程和相函数， 它们各有什么特点。 39、画图说明散射方程中平行分量和垂直分量的定义。 40、结合瑞射散射，试解释天空呈现蓝色的原因。 41、什么是天空中的中性点？瑞利散射预测的中性点在什么位置？实际天空中 的中性点在什么位置？ 42、写出矢量波动方程和标量波动方程。 43、给出由标量波动方程解构造矢量波动方程解的方法。 44、写出标量波动方程的通解。 45、写出均匀球体入射波、内波和散射波的形式解。 46、给出研究球体散射辐射包括偏振的基本方程。 47、给出远场区中的散射强度方程。 48、什么是散射效率？ 49、给出洛仑茨-米散射的散射截面。 50、说明球形粒子散射效率关于粒子尺寸的变化规律。 51、试比较瑞利散射和洛仑茨-米散射相函数的特点。 52、引入斯托克斯参数，定出散射方程。 53、试比较瑞利散射和洛仑茨-米散射相矩阵中的参数。 54、比入射光波长大得多的粒子对光传输有哪些影响？ 55、对于有效截面积等于几何面积 A，尺寸比波长大得多的粒子，其消光截面的 大小是多少？ 56、试利用几何光学理论说明华的形成原因和出现位置。
83、简述离散纵坐标法的基本思想。 84、利用离散纵坐标法，给出各向同性散射介质的辐射传输方程的通解。 85、给出半无限各向同性散射大气的反射强度计算公式。 86、利用离散纵坐标法，给出各向异性散射介质的辐射传输方程的通解。 87、分别给出二流近似和爱丁顿近似的辐射传输方程。 88、试比较二流近似和爱丁顿近似的异同。 89、在二流近似和爱丁顿近似计算中，为什么要进行δ函数调整？ 90、试给出δ函数调整的基本原理和方法。 （五）辐射传输理论应用 91、什么是太阳常数？ 92、简述测量太阳常数的 Smithson 长法、Leabharlann Baidu法？ 93、太阳平衡温度的计算。
57、试利用几何光学理论说明天空中虹的形成原因和出现位置。 （三）大气中分子光谱吸收 58、什么是标准大气？ 59、对紫外光起主要吸收作用的是哪些分子？ 60、写出红外区主要的大气吸收分子。 61、写出 H2O、CO2 在红外谱区主要的吸收带。 62、什么是单色透过率、谱透射比和谱吸收比？ 63、写出利用逐线积分法求光学厚度的公式。 64、给出逐线法计算吸收系数的公式。 65、简述相关 k 分布法的基本思想。 66、什么是强线极线和弱线极限？ 67、什么是线性吸收区和平方根吸收区？ 68、给出等价线宽的定义。 69、对于单谱线，写出在 宽度的频谱区间内，等价线宽表达式的表达式；并 给出弱线和强线极限下等价线宽的表达式。 70、简述艾尔萨色的规则带模式。 71、简述谷第的统计带模式。 72、分别给出谷第的统计带模式在强线近似和弱线近似情况下的谱透射比。 （四）辐射传输方程 73、写出不加任何坐标系的普遍辐射传输方程。 74、给出介质的单色光学厚度计算公式。 75、写出比尔-布格-朗伯定律。 76、写出施瓦氏方程和它的解。 77、对于平面平行大气，考虑一微分厚度 z ，由该层之下出射的漫射强度的变 化，由哪些过程产生，请结合画图进行说明？ 78、写出平面平行大气中辐射传输的基本标量方程。 79、什么是单散射反照率？ 80、什么是散射相函数的不对称因子。 81、瑞利散射和洛仑茨-米散射的不对散因子分别有什么特点？ 82、给出相函数的勒让德多项式展开。