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Die in den Zylinder aus allen Richtungen
eingebrachte
Energie ist im optischen und UV Wellenlängenbereich maßgeblich
beeinflußt durch Streuung, da interne Energiequellen nicht
vorhanden sind. Bei der Einführung von RRS in die STG kommt zu dem
Energiegewinn durch Streuung, die in das untersuchte Volumen gelangt,
auch der Teil der Strahlung, der durch Streuung eine Änderung der
Wellenlänge erfährt und positiven Beitrag innerhalb des
Wellenlängenintervalls
hat.
Unabhängig von der RRS entspricht die RAYLEIGH- gestreute Energie,
die in den untersuchten Raumwinkel
fällt, der geschwächten
Energie gewichtet mit der Größe
, wobei
die RAYLEIGH Phasenfunktion ist. Damit
ergibt sich die durch Richtungsänderung der Strahlung im untersuchten
Volumen gewonnene Energie
aus der Richtung
in Richtung
zu:
Die Integration über alle Raumwinkel
im Raumwinkelbereich
bestimmt den gesamten Beitrag der durch RAYLEIGH Streuung
zu erwarten ist:
|  |
(2) |
Im Gegensatz zur vorher besprochenen Schwächung gilt es jetzt, die
Zerlegung der RAYLEIGH- gestreuten Energie in elastisch sowie
Rotations- RAMAN gestreute vorzunehmen. Es ist für den hier
diskutierten Energiegewinn durch ,,räumliche`` Streuung nun zu
berücksichtigen, daß die ,,Wellenlängenstreuung`` durch RRS
ihrerseits zu Gewinnen und Verlusten führt:
Gewinn: Dem Energiegewinn durch Umverteilung mittels
RRS liegt zugrunde, daß Energie in das untersuchte Intervall
durch STOKES-
und ANTI-STOKES- Linien, erregt durch Wellenlängen
,eingetragen wird.
Verlust: Dem Gewinn gegenüber steht der Verlust der
Energie durch Energieumverteilung, denn die untersuchte Wellenlänge
repräsentiert ihrerseits eine Anregungswellenlänge für
RRS Linien an den Wellenlängen
. Der nach Verlust im
Intervall
verbleibende Teil der Energie
wird als
rein elastisch- gestreut (CABANNES Streuung, siehe Kapitel
3) betrachtet und ergibt sich gerade als Differenz der
``klassisch'' RAYLEIGH- gestreuten Energie und der Summe aller L
durch RRS angeregten Energien (STOKES- und ANTI-STOKES). Damit läßt
sich die RAYLEIGH- gestreute Energie wie folgt schreiben:
|  |
(3) |
Wobei
die RRS Phasenfunktion, sowie
, der RRS
Streukoeffizienten (siehe Abschnitt 3) ist. Nun werden
folgende Abkürzungen eingeführt:
|  |
(4) |
Die Reihenfolge der Indizes im Fall der durch RRS emittierten Energie
ist wie folgt gewählt worden: erster Index:
Anregungswellenlänge, zweiter Index: angeregte Wellenlänge.
Die gesamte durch RAYLEIGH Streuung emittierte Energie ist mit
Gleichung 3 wie folgt formulierbar:
|  |
(5) |
Der Vergleich von Gleichung 2 und 5 zeigt,
daß die Balance der Terme 2 und 3 in Gleichung 5
bestimmt, wie stark die emittierte Energie von der ``klassisch''
RAYLEIGH gestreuten Emissionsenergie abweicht. Diese Balance kann im
wesentlichen durch den Radianzunterschied
gestört werden, nicht aber durch die
Wellenlängenabhängigkeit der RRS Querschnitte, die
vergleichsweise klein ist.
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Marco Vountas