Физическая энциклопедия - перенос излучения

распространение эл.-магн. излучения (напр., оптического излучения) в среде при наличии процессов испускания, поглощения или рассеяния. Процесс П. и. представляет собой пространственно-частотное преобразование поля излучения, характеризующегося распределением интенсивности излучения по частотам, координатам и направлениям переноса лучистой энергии.

Прохождение пучка света через в-во сопровождается его ослаблением вследствие поглощения и рассеяния квантов света или усилением вследствие процессов вынужденного и спонтанного испускания и рассеяния. Изменение спектр. интенсивности излучения подчиняется осн. ур-нию П. и., получаемому из условия баланса излучения в среде и представляющему собой дифф.

ур-ние в частных производных относительно интенсивности, как функции координат, времени и направления. В общем случае ур-ние П. и. не решается, однако в конкретных задачах допускаются упрощения и решение возможно. Так, для стационарного поля излучения изменение интенсивности при прохождении параллельного пучка в среде с малой частотной дисперсией есть dI/dx=-cI, где c характеризует суммарное ослабление света в среде с учётом процессов поглощения, вынужденного испускания и рассеяния.

Решение этого ур-ния приводит к известному экспоненциальному закону ослабления света с расстоянием х (Бугера Ламберта Бера закон). С формальной точки зрения задачи П. и. можно разделить на два класса. К первому относятся процессы, в к-рых можно пренебречь частотной трансформацией поля излучения при его вз-ствии с в-вом. Так, напр.

, рассеяние света атмосферами планет рассматривается как П. и. без изменения частоты в процессах рассеяния. Ко второму классу относятся процессы, когда существенно перераспределение спектр. интенсивностей излучения Iv в результате вз-ствия излучений разл. частот с в-вом. Подобная ситуация возникает, напр., при прохождении света в резонансной среде, где имеется уширение контура спектр.

линии за счёт процессов столкновения. Вообще говоря, ур-ние П. и. описывает поле неравновесного излучения. Однако в процессах П. и. в создании результирующей интенсивности в заданной точке пр-ва участвуют лишь кванты, приходящие из непосредств. окрестности (неск. длин пробега); остальные не доходят, поглощаясь и рассеиваясь в пути.

Т. о., даже если оптически плотная среда термодинамически неравновесна, это почти не сказывается на интенсивности излучения в рассматриваемой точке и становится возможным локальное равновесие излучения с в-вом. Существование локального равновесия важно для мн. задач П. и., к-рые решаются в приближении лучистой теплопроводности, сводящем осн.

ур-ние П. и. к диффузионному, методы решения к-рого хорошо разработаны. Исторически процессы П. и. впервые исследовались в астрофизике. Изучение распределения темп-ры и поля излучения в фотосферах звёзд для расчёта их светимости пример классич. задачи, на основе к-рой была построена теория П. и. и разработаны методы решения ур-ния переноса.