菲涅耳反射計算實驗

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上菲涅耳反射計算實驗 張昊A 蒙特卡羅方法計算菲涅耳反射的算法：1、 斜率累計概率分布為：F（tan）=1-exp-0.5(tan2)/2 (:斜率;:傾斜角)。2、 斜率的方差與風(fēng)速的關(guān)系式：2=0.003+0.00512×dwind（dwind：風(fēng)速），將風(fēng)速的值代入上式，得到斜率的方差2。3、 取隨機(jī)數(shù)R。4、 用R代替F（tan），得R=1-exp-0.5×(tan2)/2，繼而得到傾斜角、斜率和隨機(jī)數(shù)R的關(guān)系式即=arctan-2×2ln(1-R)1/2，將斜率代入此式，得到傾斜角。5、 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)R，根據(jù)R所在區(qū)間確定傾斜角的符

2、號（在0.0，0.5）區(qū)間為正，在0.5，1.0區(qū)間為負(fù)），則入射角加上傾斜角得到新的入射角，即d=d+。6、 又因為n1sin1=n2sin2，n1:空氣折射率=1，n2:海水折射率=1.333，1：入射角，2：折射角，即sin1=1.333sin2，則2=arcsin（sin1/1.333）7、 求入射角和反射角的和差SUM和DIFF。由菲涅耳反射方程：（：入射角；：折射角）得：X=sin(DIFF)/sin(SUM)；Y=tan(DIFF)/tan(SUM)；RSURF=0.5×(X2+Y2)，求出RSURF。8、 只要RSURF的值比隨機(jī)數(shù)R小，就將其記作被反射，最后用被反射

3、的次數(shù)除以總光子數(shù)，得出的比值即為菲涅耳反射率。B 無風(fēng)與有風(fēng)條件下，菲涅耳反射隨入射角度的變化曲線與特點。（1）無風(fēng)條件：光線由空氣入水，入射角分別為：0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°的菲涅耳反射值；比較光子數(shù)為1000,10000,20000時的計算精度。a.光子數(shù)為1000時，菲涅耳反射率與入射角的關(guān)系如圖：特點：光子數(shù)為1000時：入射角<40°時，入射角越大，反射率越大；40°<入射角<60°時

4、，入射角越大，反射率越?。喝肷浣?gt;90°時,入射角越大，反射率越大；入射角為0°時，反射率接近0；入射角為90°時，反射率接近1。b.光子數(shù)為10000時，菲涅耳反射率與入射角的關(guān)系如圖：特點：光子數(shù)為10000時，菲涅耳反射率隨入射角變化在0.5上下波動。c.光子數(shù)為20000,菲涅耳反射率與入射角度的關(guān)系如圖：特點：光子數(shù)為20000時，菲涅耳反射率隨角度變化在0.5上下波動。結(jié)論：無風(fēng)條件下，光子數(shù)越少，精度越大。無風(fēng)條件下，入射角為0°時，菲涅爾反射率接近0；入射角為90°時，菲涅爾反射率接近1。菲涅爾反射率隨入射角增大而增大。（2）有風(fēng)條件下：并且，風(fēng)速分別為5m/s與10m/S光線由空氣入水，入射角分別為：0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°的菲涅耳反射值。 光子數(shù)為10000。a.風(fēng)速為5m/s時,光子數(shù)為10000,菲涅耳反射率與入射角度的關(guān)系如圖：特點：菲涅爾反射率隨入射角的變化趨勢比較平穩(wěn)，基本都在0.5上下稍稍波動。b.風(fēng)速為10m/s時,光子數(shù)為10000,菲涅耳反射率與入射角度的關(guān)系如圖：特