1. 本选题研究的目的及意义
悬浮物是大气环境中重要的组成部分,对环境、气候和人类健康有着重要影响。
悬浮物粒子的光学特性是其与环境相互作用的关键因素,决定了其对太阳辐射的散射和吸收,进而影响大气的能见度、辐射平衡以及气候变化。
因此,研究空气中单个悬浮物粒子的光学特性具有重要的现实意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
悬浮物粒子光学特性的研究一直是大气科学领域的重要课题,国内外学者对此进行了大量的研究,并取得了丰硕的成果。
1. 国内研究现状
国内学者在悬浮物光学特性方面开展了大量的研究工作,并在颗粒物散射特性测量、光学模型建立以及遥感反演等方面取得了一定的进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究的主要内容包括以下几个方面:
1.光散射理论基础:介绍光散射的基本理论,包括麦克斯韦方程组、光的电磁波性质、瑞利散射和米氏散射理论等,为后续的仿真研究奠定理论基础。
2.悬浮物粒子光学模型:建立不同形状和尺寸的悬浮物粒子光学模型,包括球形粒子模型和非球形粒子模型,并考虑粒子尺寸分布和折射率等因素的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和结果分析相结合的研究方法。
首先,通过查阅相关文献资料,了解国内外在悬浮物粒子光学特性方面的研究现状和最新进展,掌握光散射的基本理论和常用仿真方法。
其次,根据研究目标,建立合适的悬浮物粒子光学模型,并选择合适的仿真软件和参数设置,对不同尺寸、形状和折射率的粒子进行光散射仿真计算。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.采用先进的仿真方法对空气中单个悬浮物粒子的光学特性进行研究,能够更精确地模拟粒子的散射和吸收特性,克服传统实验方法的局限性。
2.建立了更为精细的悬浮物粒子光学模型,考虑了粒子形状、尺寸分布、折射率等因素的影响,使得仿真结果更接近实际情况。
3.对不同类型悬浮物粒子的光学特性进行了系统性的仿真研究,揭示了粒子尺寸、形状、折射率等因素对其光学特性的影响规律,为大气环境监测、污染物溯源以及气候变化研究提供了新的思路和方法。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1]刘欢, 黄汝广, 崔祥, 等. 基于米氏散射理论的沙尘粒子散射特性研究[J]. 光学学报, 2022, 42(20): 2029001.
[2]王冠, 金伟其, 陆安, 等. 基于动态光散射法的单颗粒粒径测量技术[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(14): 1406002.
[3]张晓蕾, 冯晴宇, 易凯, 等. 基于T矩阵法的非球形气溶胶粒子光散射特性研究[J]. 光学学报, 2020, 40(17): 1729002.
