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光在大气中传输时,大气气溶胶粒子或者雨滴等颗粒对光产生散射、吸收等效应,将造成光波能量的衰减,而且由于其吸收光波能量并通过热传导加热空气,使大气密度和折射率发生相应的改变,从而导致传输光束横截面上的能量分布发生畸变,传输方向偏离预定方向以及光束尺度增大等。这是影响激光工程应用的最重要的大气因素之一。另一方面,云雾雨对光的衰减,对光学工程的应用也有重要影响。本文采用数值模拟的方法,运用Mie理论以及分层Mie理论探讨了以氯化钠,水,黑碳等组分形成三种不同类型的气溶胶粒子体系的有效吸收系数等一些光学参数的计算,同时采用等效复折射率等方法,研究了光波在云雾中的衰减并简要介绍了光在雨中的衰减。本文只涉及多分散粒子对单色平面电磁波的散射问题,因为任意电磁波总可以按照Fourier分解表示为单色平面波的叠加。 论文主要的内容包括 1、从经典电磁理论的角度简要地介绍粒子对光的吸收与散射。 2、采用Mie理论并结合等效折射率分析了外混合和吸湿性均匀混合两种混合状态下多分散气溶胶粒子体系的有效吸收系数等参数,采用分层Mie理论分析了多分散分层混合气溶胶粒子体系的有效吸收系数等参数。 3、采用分层混合和分散混合两种模型并结合等效复折射率,以黑碳和水两种组分形成的多分散雾滴粒子为例,着重分析了消光系数、散射系数、吸收系数等参数以及部分权重函数的变化规律。 4、采用分散混合模型,以冰和水两种组分形成的云粒子为例,着重分析了消光系数、散射系数、吸收系数等参数及其权重函数的变化规律,并对比分析三种等效折射率方法计算所得的消光系数等参数。 5、简要分析了两种雨滴谱分布及其修正的谱分布下消光系数、散射系数、吸收系数等参数的变化规律。