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菲涅耳反射计算实验1421202 张昊A 蒙特卡罗方法计算菲涅耳反射的算法：1、 斜率累计概率分布为：F（tan）=1-exp-0.5(tan2)/2 (:斜率;:倾斜角)。2、 斜率的方差与风速的关系式：2=0.003+0.00512dwind（dwind：风速），将风速的值代入上式，得到斜率的方差2。3、 取随机数R。4、 用R代替F（tan），得R=1-exp-0.5(tan2)/2，继而得到倾斜角、斜率和随机数R的关系式即=arctan-22ln(1-R)1/2，将斜率代入此式，得到倾斜角。5、 产生随机数R，根据R所在区间确定倾斜角的符号（在0.0，0.5）区间为正，在0.5，1.0区间为负），则入射角加上倾斜角得到新的入射角，即d=d+。6、 又因为n1sin1=n2sin2，n1:空气折射率=1，n2:海水折射率=1.333，1：入射角，2：折射角，即sin1=1.333sin2，则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的值比随机数R小，就将其记作被反射，最后用被反射的次数除以总光子数，得出的比值即为菲涅耳反射率。B 无风与有风条件下，菲涅耳反射随入射角度的变化曲线与特点。（1）无风条件：光线由空气入水，入射角分别为：0、10、20、30、40、50、60、70、80、90的菲涅耳反射值；比较光子数为1000,10000,20000时的计算精度。a.光子数为1000时，菲涅耳反射率与入射角的关系如图：特点：光子数为1000时：入射角40时，入射角越大，反射率越大；40入射角90时,入射角越大，反射率越大；入射角为0时，反射率接近0；入射角为90时，反射率接近1。b.光子数为10000时，菲涅耳反射率与入射角的关系如图：特点：光子数为10000时，菲涅耳反射率随入射角变化在0.5上下波动。c.光子数为20000,菲涅耳反射率与入射角度的关系如图：特点：光子数为20000时，菲涅耳反射率随角度变化在0.5上下波动。结论：无风条件下，光子数越少，精度越大。无风条件下，入射角为0时，菲涅尔反射率接近0；入射角为90时，菲涅尔反射率接近1。菲涅尔反射率随入射角增大而增大。（2）有风条件下：并且，风速分别为5m/s与10m/S光线由空气入水，入射角分别为：0、10、20、30、40、50、60、70、80、90的菲涅耳反射值。 光子数为10000。a.风速为5m/s时,光子数为10000,菲涅耳反射率与入射角度的关系如图：特点：菲涅尔反射率随入射角的变化趋势比较平稳，基本都在0.5上下稍稍波动。b.风速为10m/s时,光子数为10000,菲涅耳反射率与入射角度的关系如图：特点：菲涅尔
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