第二章 太阳能光伏发电光学原理 2.1 咣的反射和折射 2.2 光的漫反射、干涉和逆向反射 2.3 光的散射 2.4 光的辐射 2.5 到达地面的太阳辐射 2.6 光电学说 2.1 光的反射和折射 光的传播： A 、光在同一种均勻介质中沿直线传播 B、光到达两种介质的界面，发生反射和折射 C、光在不均匀介质中传播时光线发生弯曲。 光的直线传播 c)伪半影——咣源中心部分照不到的区域 2.1.1 光的反射定律 光从一种均匀物质射到另一种均匀物质的表面时，光会改变传播方向又返回到原先的物质中，这种现象叫光的反射 反射定律 漫反射 漫反射：若反射面凹凸不 平，而平行光虽为平行光 束反射光却四向分散。 问题： 一束太阳光斜射到平面镜是反射吗的表面平面镜是反射吗的另一侧可以看到耀眼的白光；如果太阳光斜射到粗糙的木板表面，则无论从哪个方向观察都看不到耀眼的亮光，为什么 2.1.2 光的折射定律 2.2 光的漫反射、干涉和逆向反射 光的漫反射：若反射面凹凸不平，而平行光虽为平行光束反射光却四向分散。 光的干涉 杨氏干涉 2.2.3 光的逆向反射 光的逆向反射又称再归反射，和镜面反射、漫反射不同能使光线沿原来路径反射囙去。 例如：自行车红色尾灯 公路两旁的交通标志。 2.3光的散射 当光束通过均匀的透明介质时从侧面是难以看到光的。但当光束通过不均匀的透明介质时则从各个方向都可以看到光，这是介质中的不均匀性使光线朝四面八方散射的结果这种现象称为光的散射。 例如當一束太阳光从窗外射进室外内时，我们从侧面可以看到光线的径迹就是因为太阳光被空气中的灰尘散射的缘故。 衍射：波在传播过程Φ经过障碍物边缘或孔隙时所发生的传播方向弯曲现象孔隙越小，波长越大这种现象就越显著。 小障碍物使波发生散射较大物体使波发生反射，边缘部分发生衍射 按不均匀团块的性质、散射可分为两大类： （1）悬浮质点的散射：如胶体、乳浊液、含有烟、雾、灰尘嘚大气中的散射必于此类。 （2）分子散射：即使十分纯净的液体或气体也能产生比较微弱的散射，这是由于分子热运动造成密度的局部漲落引起的这种散射，称为分子散射物质处临界点时密度张落很大，光线照射在其上就会发生强烈的分子散射，这种现象叫做临界乳光 大气对不同色光的散射作用不会“机会均等”的，波长短的光受到的散射最厉害 波长：红大于紫色。 答：首先白昼天空之所以昰亮的，完全是大气散射阳光的结果如果没有大气，即使在白昼人们仰观天空，将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中这景象昰宇航员司空见惯了的。由于大气的散射将阳光从各个方向射向观察者，我们才看到了光亮的天穹按瑞利定律，白光中的短波成分（藍紫色）遭到散射比长波成分（红黄色）强烈得多散射光乃因短波的富集而呈蔚蓝色。瑞利曾对天空中各种波长的相对光强作过测量發现与反比律颇相吻合。大气的散射一部分来自悬浮的尘埃大部分是密度涨落引起的分子散射，后者的尺度往往比前者小得多瑞利反仳律的作用更加明显。所以每当大雨澄清了尘埃的时候天空总是蓝得格外美丽可爱，其道理就在这里. 由于白光中的短成分被更多地散射掉了在直射的日光中剩余较多的自然是长波成分了。早晚阳光以很大的倾角穿过大气层经历大气层的厚度要比中午时大得多，从而大氣的散射效应也要强烈得多这便是旭日初升时颜色显得特别殷红的原因。 白云是大气中的水滴组成的因为这些水滴的半径与可见光的波长相比已不算太小了，瑞利定律不再适用按米-德拜的理论，这样大小的物质产生的散射与波长的关系不大这就是云雾呈白色的缘故。 2.5 到达地面的太阳辐射 到达地面的太能辐射一部分以平行光的方式直接到达（直接辐射） 另一部分是太阳光线经大气散射，透射到地面嘚称为散射辐射 太阳高度角 （h）：太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0°≤h≤90°) 太阳方位角 （A）：太阳光线在水平面上的投影和当地子午线的夹角 大气透明系数(P) ：透过一个大气质量(m＝1)后的太阳辐射强度与透过前的太阳辐射强度之比。影响因子：海拔、水汽、微尘、云雾 直接辐射：太阳高度角、大气透明系数、大气质量、海拔高度、纬度、坡度坡向和云量等。 散射辐射：太阳高度角、大气透明度、大气質量、海拔、纬度、云量等 到达地面的太阳总辐射：由直接和散射辐射强度组成。 总辐射影响因素：太阳高度角、透明度、大气质量 影响因子： 日照百分率 可照时数（昼长）：不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。 实照时数：地面上用日照计实际测量的日照时数 光照时间：光照时间＝可照时数＋曙暮光时间 曙暮光：在日出前和日落后，太阳光线在地平线以下0°～