# 遙測科學導論
* 從太空中看地球，大氣會是藍色的嗎?
* 火星上的大氣顏色是怎麼回事?你的看法是?
火星的大氣顏色主要呈現淡淡的粉紅色。這是由於火星表面的土壤含有大量的氧化鐵，當光線透過大氣層時，這些氧化鐵顆粒會散射陽光，造成了火星天空的粉紅色調。
* 北極熊的毛皮是什麼顏色?
北極熊的毛皮看起來是白色的，這樣的外觀有助於它們在極地地區進行捕食和隱蔽。北極熊的毛皮實際上是透明的，並且中空的，這使得它們能夠在寒冷的環境中保持溫暖。毛皮的外觀是由於毛髮的結構使得光線反射，呈現出白色的外觀。這樣的色彩也讓北極熊更容易融入它們的生活環境，以避免捕獵者的注意。這樣的適應性使得它們能夠更有效地獵食海豹等獵物，並在嚴寒的極地環境中生存。
### 幾何散射(非選擇性散射)
汽車排煙檢測
1. 白色的煙最可能是什麼散射所導致的?
2. 造成藍色的煙散射的粒子大小可能在哪個尺度?
3. 以下哪個作用是造成黑煙的主要原因?

* 為什麼海是藍色?
* 在室內游泳池畔看到的藍色水塘，是可見光的紅光段被水吸收後...
* 如果我宣稱顏色比較深的湖比顏色比較淺的湖還純淨，你的感覺是？
對於湖泊的水質和純淨度，水的顏色通常並不能直接反映水的質量。湖泊的顏色深淺可能受到多種因素的影響，例如水中溶解的有機物質、礦物質含量、懸浮顆粒、光線的穿透度等。因此，僅憑湖水的顏色來斷定其水質純淨度是不夠全面和準確的。
事實上，水質純淨度通常需要進行複雜的水質檢測和分析，以評估其中的溶解氧含量、水中微生物的數量、重金屬和有害物質的含量等因素。這些評估可以提供更準確的關於水質的信息。
因此，單純根據湖水的顏色來判斷其純淨度是不準確的，這需要更為全面和專業的水質檢測和分析。
* 什麼情況下海不是藍的？
>海洋之所以呈現藍色，是因為它吸收了來自太陽的白光中的大部分紅光，而藍光則被散射回大氣中。然而，海洋的顏色不僅受到散射的影響，還受到其他因素的影響，包括但不限於以下情況：

>沉積物懸浮物質： 如果海水中有大量懸浮的沉積物或其他微粒，它們可能會使水看起來較為混濁，而不是純藍色。

>藻類大量繁殖： 某些情況下，海洋中可能出現藻類大量繁殖的現象，例如藻類暴發，這可能使海洋呈現綠色或棕色調。

>深度和角度： 水色的深度和角度也會影響海水的外觀。在某些情況下，特定的光線照射下，海水可能呈現出不同的顏色，包括綠色、灰色或甚至棕色。

總的來說，海洋的顏色不僅受到光線的影響，還受到水中懸浮物質和生物活動的影響。因此，在特定的條件下，海水可能呈現出非藍色的外觀。
* 彩虹有幾個顏色?
根據人眼所能感知的光譜，彩虹通常被認為具有七種顏色，它們是紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、靛色和紫色。這七種顏色組成了可見光譜，是太陽光在水滴中折射和反射所形成的彩虹。當太陽光進入水滴後，根據不同波長的光線被折射和散射，最終形成了七種不同顏色的彩虹。

然而，有時在特定的情況下，彩虹可能會呈現出更多或更少的顏色。例如，當光線的折射和散射受到外部條件或環境影響時，彩虹可能呈現出較淡或較暗的顏色，使人難以區分出所有七種顏色。但從光譜的角度來看，彩虹的顏色通常被認為有七種。
* 想出一種不在彩虹(或光譜)上的顏色

* 紅光加綠光產生的黃光和波長580nm的黃光相同嗎?為什麼?
紅光和綠光混合後產生的黃光是一種「加性混合色」，而波長為580納米的黃光是一種「單一波長色」。這兩種黃光在物理特性和產生方式上是不同的。

加性混合色：當紅光和綠光以相應的強度混合時，人眼會感知到一種黃色，但這個黃色不是單一的波長，而是由兩種光波的混合產生的視覺效果。

單一波長色：波長為580納米的黃光是一種單一的波長，其波長處於可見光譜中黃色的範圍。

儘管這兩種黃色在視覺上可能是相似的，但它們是基於不同的物理原理和光學特性產生的。加性混合色是通過混合不同波長的光線以產生視覺效果，而單一波長色則是具有單一明確波長的光線。這種差異意味著在光學和色彩科學上，這兩種黃色是有區別的。

物體呈現(非黑體輻射所預期的)外觀的原因 1.散射 2.吸收
散射:粒子或輻射受到介質內的不均勻性而偏遠原本行進軌跡的現象。
* 散射和反射是同一種物理作用嗎?

散射和反射是不同的物理作用。散射是光在與物體接觸時改變方向的過程，而反射是光線撞擊物體表面並從表面彈回的過程。這兩種現象在光學和物理學中都扮演著重要角色。

所有的電磁輻射與場的交互作用，都是馬克士威方程組的解，但不同情況有不同命名
* 什麼狀況下（白天的）天空不是藍的？

| 大氣分子 | 瑞立 | C藍天日落 |
| -------- | -------- | -------- |
| 氣膠 | 米氏 | 霾 |
| 雲內小水滴 | 幾何 | 白雲 |

米氏散射表述馬克士威方程組的完整情況
* 為什麼黃昏時太陽周圍的大氣是橘紅色的？
當太陽接近地平線時，光線需要通過更長的大氣層來到觀察者的眼睛，這會導致光線中的藍色波長被散射掉，而較長波長的紅、橙色和黃色光線相對較少被散射。
* 為什麼地球從遙遠太空看來是淺藍色的？
地球從遙遠太空看來是淺藍色的主要是因為地球的大氣層對太陽光的散射作用。當太陽光進入地球的大氣層時，其中的短波長藍光會更多地散射，而較長波長的紅光則相對較少散射。這使得從太空觀察地球時，主要接收到的是被散射的藍光，因此給人的整體印象是地球呈淺藍色。
* 一面鏡子的反照率應該是多少？
一面鏡子的反照率通常非常接近100%，也就是說，它能夠將幾乎所有的入射光都反射出去，只有極少量的光被吸收或透過。這使得鏡子能夠提供高度的反射效果，使得物體在鏡子中得到清晰、逆向的影像。這種高反照率是鏡子作為反射表面的關鍵特性之一，也使得它們在許多日常應用中非常有用，如鏡子、反射器具等。
反照率:反射率是指表面對特定波長的光線反射的能力
* 紅色的球之所以是紅色，是因為...
漫反射（表面散射）不只發生在表面。
藍伯表面?
* 哪一個看起來最像藍伯散射體？
* 現實生活中的什麼東西／材料接近理想的藍伯散射體?
* 為什麼大部分可見光衛星影像中的海都不會反光？

在可見光衛星影像中，海洋通常不會呈現明顯的反光，這主要是由於水的光學特性所致。相對於其他表面，水有較低的反射率，這意味著它對光的吸收比較高。因此，當光線照射到海洋表面時，大部分光會進入水中而被吸收，而不是反射回衛星。

另外，海水的表面通常不太平整，而是呈現出微小的波浪或紋理。這些波浪會散射光線，使得從衛星拍攝的影像中海洋表面呈現出較為平滑且不反光的外觀。

此外，衛星影像通常也會受到拍攝角度、大氣干擾以及衛星感測器的特性等因素的影響，這些因素也可能導致海洋不呈現反光的現象。

總的來說，由於水的光學特性以及海洋表面的波浪等因素，大部分可見光衛星影像中拍攝的海洋通常不會呈現出明顯的反光現象。

反照率的定義（們）
● （陸地）反照率：表面反射/散射回去的光能量對入射光能量的比值
在不同的科學領域，你可能會遇到不一樣的定義（以下供您參考）：
● 球面（邦德）反照率：天體反射/散射的光和所有入射的光能量的比值
● 幾何反照率：天體在相位角為 0 的亮度和同樣條件下的蘭伯散射體亮度的
比值

反照率 ≠ 反射率　　
Albedo ≠ Reflectance
* 那麼反照率和反射率差在哪？
反照率和反射率是描述光線與物體交互的不同參數。雖然它們在某種程度上都涉及到光線的反射，但兩者有著不同的應用和定義。

反照率（Albedo）： 反照率是指物體表面對入射光反射的能力，通常是以百分比表示的。它是入射光線中被物體表面反射的部分的比例。反照率包括所有入射光波長範圍內的反射，並考慮了光線的散射和吸收等因素。

反射率： 反射率是指物體或表面對特定波長或特定光譜範圍的光線反射能力。它是描述特定波長或特定頻譜範圍內的光反射的程度。反射率通常是針對特定的光譜範圍或特定波長的光線進行量測和描述的，而不是涵蓋所有波長範圍。

總的來說，反照率和反射率都是描述物體對光的反射特性的參數，但反照率通常考慮了所有入射光的反射情況，而反射率則是針對特定波長或特定光譜範圍的光線進行量測

透過 BRDF，可從衛星影像算出表面反射率的模型
利用衛星影像對海床測深，沒有想像中簡單
* 液態水分子的鍵結振動，會在下列哪一個電磁輻射波段造成最顯著的吸收？
* 如果某片海中突然湧入大量懸浮物質，那麼在岸上看到的海水顏色最有可能會比平常時還要

#### quiz

2. 1 nm
3. 米氏
4. 可見光
5. 幾何
6. 未拋光木材

8. scatter
9. 火山爆發會有很多氣體，氣體白色加藍色>>>>>>變綠色
10. 沙子本身有自己的顏色

### Le Soufriere火山爆發
* 以上的"薰衣草色天空"，是哪種散射的特殊貢獻?
> 薰衣草色需要藍色加紅色，天空本來就有藍色，所以需要米氏散射出的紅色
### 合成孔徑雷達
* 雷達是什麼?
> Radio Detection and Ranging 無線電偵測和定距
>
* 雷達使用的是哪種波束?
>無線電波&微波

* 以下那些科技會發出或接收微波波段(1mm-1m;200MHz-300GHz)
* 這麼多微波在我們身邊，為什麼我們沒有被烤熟?
*