偏振光的观测与研究实验报告思考题(岩石反射光谱特征) 橄榄岩多角度偏振反射光谱研究:& nbsp；& nbsp一、引言& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在利用多波段、多时相、高光谱遥感数据提高遥感识别地物能力的同时，人们关注角度信息在遥感图像识别分类中的影响和贡献，即地物在2п空之间的三维光谱特征。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在多角度遥感的研究中，国内外学者已经开始了一系列的前期研究。 目前室内对多角度遥感的研究主要集中在典型地物在2к空入射和反射主平面内光谱特性的差异，而对整个2к空的系统研究还比较少。 其次，随着辐射对反射的入射角不同，反射率也相应变化，人们对它的重视程度远不如对整个半球反射的重视。 本文以超基性岩浆中最常见的岩石——橄榄岩为研究对象，阐述了橄榄岩在2к空之间的多角度反射光谱和偏振反射光谱的主要特征。 橄榄岩的主要成分是橄榄石和辉石，岩石中SiO2 _ 2含量很低，主要是铁和镁矿物，颜色较深，呈致密块状结构。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二。橄榄岩样品的制备和测量:& nbsp& nbsp为了使标准化与其他岩石可比，在橄榄岩样品上刨出一个平面，这样它就可以放在双向光度计中心的样品台上。调整好水平位置和高度后，打开光源，将光源前面的偏振镜旋转到需要的角度。对于每个样品，分别根据A(690~760nm)和B(760~1100nm)波段测量非偏振和0偏振。 这样在2к空范围内，以入射角、波段、偏振光等四个因素为可变因素，研究它们对橄榄岩反射光谱的影响。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp三。橄榄岩反射光谱特征分析:& nbsp& nbsp& nbsp(1)2п空之间橄榄岩反射光谱的一般特征:& nbsp& nbsp& nbsp图1为B(760~1100nm)波段橄榄岩的光谱曲线，无偏振镜，当光以0°方位角和50°入射高度角入射时(取天顶角为0，使光的入射方位角恒定为0°)，得到橄榄岩在2п空范围内的光谱曲线，其中横坐标代表水平方位角，水平方位角由下式计算 图2是反射光谱曲线对应的透视图(以原点为极点，反射能量强度为极径，建立极坐标系统，使2к空之间的每个方向对应一个反射能量强度值)。 & nbsp& nbsp& nbsp从图1和图2可以看出，橄榄岩的反射光谱在2к空之间明显不同，表现出强烈的非朗伯特征。 总值与探测角度有很大关系。对于0°、10°和20°的探测角，其光谱特性基本不随方位角的变化而变化，基本为直线(这也是省略0°和20°曲线的原因。理论上0光谱曲线是一条没有波动的直线)。 图3是图1中10°检测角的光谱曲线与方位角之间的平面关系。图中的点是观测值，实线是用其平均值0.551mA做的圆，说明拟合效果很好。 & nbsp& nbsp& nbsp而探测角为30° ~ 60°时，光谱曲线峰值为160° ~ 200°，波动程度随探测角变化。弱峰出现在30°和40°曲线中，而强峰出现在50°和60°曲线中。 图4是图1中检测角度的60°光谱曲线和方位角之间的平面关系。不难发现，Y轴的右半部分是一个半圆，而左半部分是拉伸的。 这说明当探测角度较大时，地物的镜面反射增强，破坏了地物原有的朗伯特征。 & nbsp& nbsp& nbsp从光谱数据分析来看，0°、10°和20°探测角度下获得的能量没有显著差异，其中20°获得的能量强度最高，平均值为0.621mA；0，其次是0.612mA；10为0.551毫安。 因此，在图2中，当它们的能量曲线的检测角度为10°时，出现褶皱。 然而，当探测角为50°和60°时，在没有峰值的区域，获得的能量明显减少，仅为前者的一半以上。因此，在图2的俯视图中，50度能面被40度能面完全覆盖，而只有60度能面在峰区，其能面从覆盖处急剧突出。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(2)橄榄岩的反射光谱与光线入射角的关系:& nbsp& nbsp& nbsp图5、图6和图7是在入射角为10°、40°和60°时，无偏振器、探测角为30° ~ 60°的B波段橄榄岩的光谱曲线。 因为探测角为0°、10°和20°的光谱曲线不会随方位角发生明显变化，所以在图上是一条波动很小的直线，这里省略。 & nbsp& nbsp& nbsp如图5所示，当光源入射角为10°时，所有的探测角曲线都比较直，没有明显的峰值现象。它们具有一定的朗伯体特征，探测角为30°和40°的光谱曲线几乎重合。 当光的入射角为20°时，其光谱图案与图5所示的相同。 然而，当光的入射角为30°、40°、50°和60°时，光谱表现出很强的非朗伯特性，如图6、图7和图1所示。 而且当探测角等于入射角时，峰值(偏振)现象最为明显。 入射角的变化对探测角为60°的光谱曲线影响最大。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp上述结果表明，当光源以小角度(0° ~ 20°)入射时，对光谱曲线的空特性影响不大，在相同探测高度角下表现出一定的朗伯特性；当光源大角度(30° ~ 60°)入射时，对光谱曲线影响较大，表现为方位角的偏振现象。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)橄榄岩反射光谱与波段的关系:& nbsp& nbsp图8是在相同条件下入射角为60°的A波段的光谱图。 此时，光谱曲线中也出现了峰值(偏振)现象。 对于其他大角度入射也是如此。 这一现象表明，橄榄岩反射光谱在2п空之间随空之间角度变化的峰值(偏振)现象是橄榄岩(地物)固有的光谱规律，与光的波长没有显著关系。 & nbsp& nbsp& nbsp最后，比较图7和图8，虽然波形曲线相似，但是反射能量强度的值不同。 这说明在相同的探测角度下，橄榄岩对不同波长的光的反射能力是不同的，橄榄岩在2к空处反射光谱的能量强度受光的波长影响。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(4)橄榄岩反射光谱偏振态研究:& nbsp& nbsp阳光是横波，所以光有偏振。 自然界中有各种各样的反射偏振片，如湖泊、水面、冰雪、沙漠、云层等。反射光具有一定的偏振。 其特点主要有:在垂直于反射光的平面上，光在各个方向的能量分布不均匀，发生偏振，且多为椭圆形；当仅以布儒斯特角入射时，反射光是线偏振光。 光线被橄榄岩反射后是偏振的吗？其次，如果能产生偏振光，那么橄榄岩在不同位置的反射光谱中偏振态的规律是什么空？作者测量了橄榄岩在相互垂直的两个角度(0°和90°)上，有无偏振器时的反射光谱特性。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp对比这三种状态的反射光谱可以看出，它们的波形特征没有明显的区别，只是在光谱反射能量强度上有所不同。 以空之间的同一点为例(平面方位角170°，垂直探测角60°)。不加偏振镜时，其值为1.908mA，90°偏振下，其值为1.653mA，0°偏振下，仅为1.027mA，同other 空。 这充分证明了橄榄岩反射的光是有偏振的，但是光的电矢量(椭圆)在垂直于反射光(波方向)的平面内的分布模式是无法确定的，因为此时0°和90°的偏振并没有真正对应这个椭圆的长轴和短轴。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(5)岩石类型的差异与橄榄岩反射光谱的关系和影响:& nbsp& nbsp& nbsp图9是入射角为50°的花岗岩的光谱图，B波段，无偏振器。 图10是非岩石材料(白板，其主要材料是MgO)在相同条件下的光谱曲线。 对比图1和图9可以看出，虽然岩石类型不同，但图1和图9具有相同的共性，峰值出现在120° ~ 240°方位角，但峰值高度不同。 它们的光谱曲线明显不同于图10中的曲线。 & nbsp& nbsp& nbsp相似性表明，由于橄榄岩和花岗岩都是岩石，所以它们在空之间的反射光谱一定是相似的 而它们的差异表明，既然是两种不同的岩石，必然存在物质组成和结构上的差异，而这些差异导致了它们在2п空之间反射光谱的差异。 这种差异对于区分岩石类型有一定的应用价值。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp四。结论& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp综上所述，可以看出橄榄岩在2п空之间的反射光谱和偏振反射光谱一般不具有朗伯特征，它们受光的入射角、波长、岩性等多种因素的影响。 b ic结论如下:& nbsp& nbsp& nbsp(1)不考虑光的入射角，橄榄岩在空之间的光谱特征在垂直方向上是不同的。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(2)当光线小角度入射时，橄榄岩的光谱特征在空和空水平方向上没有明显差异，呈现朗伯特征。 当光以大角度入射时，在空之间水平方向的光谱也不同，存在偏振(偏光)。 因此，橄榄岩在2п空与垂直于反射光的平面之间的水平面内具有极化。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)不同的光入射角显著影响橄榄岩的空波曲线特征。 而波段的差异主要影响橄榄岩反射谱和偏振反射谱反射的能量，对空之间的波形曲线特征没有显著影响。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(4)最后，由于橄榄岩的物质成分、颜色、结构和构造的差异，其光谱的偏振态及其在2к空之间的三维光谱特征也与其他岩石不同。 这是与其他20种岩石(玄武岩、闪长岩、花岗斑岩、正长岩、砾岩、紫色页岩、蛇纹石、大理岩等)比较的结果。) 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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