Tại sao suất phản chiếu của Enceladus lớn hơn 1?

Enceladus, một trong những mặt trăng của Sao Thổ, có suất phản chiếu hình học là 1,38 và suất phản chiếu trái phiếu là 0,81. Làm thế nào các suất phản chiếu hình học của Enceladus có thể lớn hơn một? Điểm tương đồng hoặc khác biệt giữa suất phản chiếu hình học và suất phản chiếu trái phiếu là gì?

Để trả lời điều này, người ta thực sự phải hiểu làm thế nào các albedos hình học và trái phiếu được xác định. Hãy bắt đầu với albedo trái phiếu vì nó đơn giản hơn.

Trái phiếu Albedo

$81/100 = 0.81$

Đơn giản phải không? Như vậy, suất phản chiếu của trái phiếu không bao giờ có thể lớn hơn 1 vì rõ ràng bạn không thể phản chiếu lại nhiều photon hơn mức bạn nhận được. Điều này có nghĩa là một suất phản chiếu liên kết bằng 0 ngụ ý không có ánh sáng nào bị phản xạ và tất cả đều bị hấp thụ, trong khi đó một suất liên kết của một hàm ý tất cả ánh sáng đều bị phản xạ và không có ánh sáng nào bị hấp thụ.

Albedo hình học

Định nghĩa của albedo hình học phức tạp hơn một chút. Điều đầu tiên bạn phải nhận ra là nó không phải là một số 0 thẳng. Một suất phản chiếu hình học của một người không có nghĩa là tất cả ánh sáng được phản xạ giống như đối với suất phản chiếu trái phiếu. Vì vậy, hãy cố gắng xác định suất phản chiếu hình học.

Có hai điểm quan trọng về suất phản chiếu hình học làm cho nó khác với suất phản chiếu liên kết.

Đối với suất phản chiếu trái phiếu, chúng tôi chỉ nói về tổng lượng ánh sáng tới và tổng lượng ánh sáng phản xạ. Điều này không nói gì về một người quan sát ánh sáng nói. Chúng tôi chỉ có một số cách kỳ diệu để biết về mọi photon va chạm và được phản chiếu bởi bề mặt của bạn và điều đó cho phép chúng tôi tính toán suất phản chiếu theo định nghĩa albedo liên kết. Mặt khác, albedo hình học đặc biệt tính đến khả năng quan sát ánh sáng của bạn từ một vị trí thuận lợi cụ thể.

Điểm chính thứ hai là suất phản chiếu hình học là thước đo mức độ bề mặt cụ thể của bạn phản chiếu ánh sáng trở lại với bạn so với bề mặt tham chiếu. Hãy tưởng tượng bây giờ bạn có hai bề mặt, một là bề mặt của Enceladus, mặt kia là "bề mặt tham chiếu" của bạn. Bề mặt tham chiếu này là một gương phản xạ "lý tưởng hóa", có nghĩa là nó phản ánh mọi photon chiếu vào nó (làm cho nó có suất phản chiếu liên kết là 1). Chìa khóa ở đây là nó phản xạ ánh sáng đẳng hướng. Điều tôi muốn nói là điều đó là ánh sáng không bị phản xạ theo bất kỳ hướng ưa thích nào, mà là được phản xạ theo mọi hướng như nhau. Vì vậy, bây giờ bạn có 100 photon chạm vào bề mặt tham chiếu của bạn và tất cả 100 photon được phản xạ, nhưng vì tất cả chúng đều được phản xạ theo các hướng ngẫu nhiên, chỉ có 10 photon thực sự đến được máy ảnh / mắt / máy dò của bạn. Tuy nhiên, điều có thể xảy ra với Enceladus là bề mặt có các thuộc tính phù hợp sao cho 100 photon chạm vào bề mặt,$14/10 = 1.4$

Một điểm nhỏ, bổ sung, là định nghĩa này dựa vào máy dò của bạn cùng hướng với nguồn sáng của bạn. Nói cách khác, suất phản chiếu hình học là thước đo xem bề mặt của bạn có thể phản xạ retro bao nhiêu (nghĩa là phản xạ trở lại nguồn của các photon) so với bề mặt tham chiếu. Về mặt kỹ thuật, suất phản chiếu hình học đạt được giá trị tối đa khi bề mặt của bạn được tạo thành từ các bộ thu hồi.