首页 理论教育 如何增强光线通过半透明介质的效果?

如何增强光线通过半透明介质的效果?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.4射线通过半透明介质示意图如图3.4所示,忽略在板中的吸收,投射光束的1-ρ部分到达第二界面。图3.5射线通过半透明介质的吸收与透射可以认为,dIλ与dx及入射强度Iλ的乘积成正比,即式中:Kλ为半透明介质的消光系数,由介质物性决定。

如何增强光线通过半透明介质的效果?

对于不透明表面,吸收率与反射率之和应为1。如果表面对投射辐射具有一定的透明度,则吸收率、反射率及透射率之和应为1(即投射辐射被吸收、反射或透过)。此关系对于表面或有限厚度的几层材料都成立。正如反射率和吸收率一样,透射率是波长、投射辐射的投射角以及材料的折射率n和消光系数K的函数。严格地讲,n和K是辐射波长的函数,但对于大多数太阳能应用,可假定它们与λ无关。关于太阳辐射透射的一些重要性考虑的综述,可以参考Dietz和Siegel等人的文章。

1.忽略半透明体吸收的透射率(仅考虑反射)

太阳能利用中,要求太阳辐射透过透明板或透明层,因此每个盖层都有两个交界面要引起反射损失。在这种情况下,假定盖层界面的两边都是空气,对于每一个偏振分量,光束在第二表面处的减少与在第一表面处的相同。

图3.4 射线通过半透明介质示意图

如图3.4所示,忽略在板中的吸收,投射光束的1-ρ部分到达第二界面。在这部分中,(1-ρ)2通过界面,而ρ(1-ρ)反射回到第一界面,以此类推。设入射光强度为I,则点2处的辐射强度Iρ;点3处的辐射强度为(1-ρ)I;点4处的辐射强度为(1-ρ)I;点5处的辐射强度为(1-ρ)ρI;点6处的辐射强度为(1-ρ)2I;点7处的辐射强度为(1-ρ)ρI;点8处的辐射强度为(1-ρ)2ρI;点9处的辐射强度为(1-ρ)ρ2I;点10处的辐射强度为(1-ρ)ρ2 I;点11处的辐射强度为(1-ρ)ρ3 I;点12处的辐射强度为(1-ρ)2ρ2 I;点13处的辐射强度为(1-ρ)ρ3I;点14处的辐射强度为(1-ρ)2ρ3I。

叠加所得到的项,对于一层盖层忽略吸收时的透射率为

对于一个同种材料的n层盖层的系统,类似的分析得出

此关系式对于两个偏振分量的每一个分量都是成立的。对于非偏振光的透射率,取两个分量的平均透射率来求得。其中,对于小于40°的角,透射率可用前面讲到的非偏振光反射率公式按n层盖层的系统公式进行估算。

2.仅考虑半透明体吸收的透射率(仅考虑吸收)

如图3.5所示,波长为λ的太阳辐射通过半透明介质中厚度为dx的薄层后,其辐射强度将减少dIλ。(www.xing528.com)

图3.5 射线通过半透明介质的吸收与透射(仅考虑吸收)

可以认为,dIλ与dx及入射强度Iλ的乘积成正比,即

式中:Kλ为半透明介质的消光系数,由介质物性决定。

由式(3.11)可知

当光线所经过的路线长度为L时,式(3.12)写为

式中:Iλτ为经过半透明层后,波长为λ的太阳辐射强度;I为刚进入半透明层时,波长为λ的太阳辐射强度;Kλ为介质的消光系数,mm-1;L为射线透过薄层时的路程长度;d为透明层的厚度,mm。

仅考虑半透明体吸收的透射率为

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈