Тепловое излучение поляризованное

Тепловое излучение представляет собой колебательный процесс, происходящий в постоянно меняющихся плоскостях, перпендикулярных направлению излучения. При этом обычно невозможно выделить плоскость преимущественного направления колебаний. В связи с этим тепловое излучение принято считать неполяризованным. Исключение составляет излучение блестящих металлических поверхностей, для которых удается выделить плоскость с наибольшей энергией колебаний (поляризованное излучение). [c.457]

Рассматривая вопрос о статистических характеристиках оптического излучения, можно говорить о характеристиках первого порядка (т. е. в отдельный момент времени), о характеристиках второго порядка (в два момента времени) и о характеристиках более высоких порядков (в три или большее число моментов времени). В данной главе мы сосредоточим внимание на характеристиках первого порядка. Начнем с нестатистического случая— с распространения световых волн при различных ограничениях на ширину оптической полосы. Затем перейдем к распределению первого порядка амплитуды и интенсивности поляризованного, неполяризованного и частично поляризованного теплового излучения. В заключение остановимся на различных статистических моделях для лазерного излучения. [c.118]

Поляризованное и неполяризованное тепловое излучение [c.122]

А. Поляризованное тепловое излучение [c.123]

Рассмотрим излучение, испускаемое тепловым источником и проходящее через анализатор поляризации, который выделяет направление поляризации, например вдоль оси X. Действительнозначная функция Ux P,t) есть л -компонента вектора электрического поля, наблюдаемого в точке Р в момент времени (. Благодаря наличию анализатора поляризации у-компонента поля иу Р,() равна нулю. В последующем мы будем называть такое световое поле поляризованным тепловым излучением, хотя в дальнейшем ( 3) будет дано более общее определение поляризованного излучения. [c.123]

Рнс. 4.2. Комплексное представление поляризованного теплового излучения в фиксированный момент времени и в фиксированной точке пространства. [c.124]

Рис. 4.3. Плотность распределения мгновенной интенсивности поляризованного теплового излучения.

Познакомившись со свойствами поляризованного теплового излучения, обратимся теперь к неполяризованному тепловому излучению. [c.125]

Заметим, что для неполяризованного теплового излучения вероятность очень малого значения мгновенной интенсивности значительно меньше, чем для поляризованного. Кроме того, можно легко показать, что отношение стандартного отклонения сг к [c.127]

Рассмотрев выше свойства поляризованного и неполяризованного теплового излучения, мы можем спросить себя, существует ли более общая теория, пригодная для описания и промежуточных случаев частичной поляризации. Такая теория, действительно существует, и мы изложим ее. Но для этого потребуется предварительно познакомиться с матричным методом, очень удобным для описания частично поляризованного излучения и преобразований, которым оно может быть подвергнуто. Подробнее об общих свойствах частичной поляризации см. работы [4.3, 10.8 4.5]. [c.127]

Мы закончим обсуждение свойств частично поляризованного света выводом плотности распределения мгновенной интенсивности теплового излучения с произвольной степенью поляриза- [c.136]

Наконец, в случае частично поляризованного теплового излучения можно легко показать (задача 4.7), что стандартное отклонение 0/ мгновенной интенсивности равно [c.138]

Эта зависимость от N показана на рис. 4.13. Заметим, что с увеличением N отношение а // приближается к значению, равному единице, характерному для поляризованного теплового излучения. Если имеется более пяти независимых мод, то это [c.149]

Световое излучение с классическими статистическими характеристиками первого порядка, не отличающимися от характеристик поляризованного теплового излучения, можно получить, пропуская лазерное излучение (одно- или многомодовое) через движущийся рассеиватель. Такое излучение отличается от теплового главным образом значительно большей энергией, которой [c.149]

Если теперь рассеиватель непрерывно движется, то поле и интенсивность флуктуируют со временем, осуществляя много независимых реализаций соответствующего статистического распределения. Таким образом, интенсивность света флуктуирует случайным образом во времени, подчиняясь экспоненциальному распределению с отрицательным показателем, как и в случае поляризованного теплового излучения. Более подробно вопрос [c.150]

Покажите, что характеристическая функция интенсивности поляризованного теплового излучения имеет вид [c.151]

Покажите, что стандартное отклонение а мгновенной интенсивности частично поляризованного теплового излучения определяется выражением [формула (4.3.43)] [c.152]

Рис. 6.3. Приближенная плотность распределения интегральной интенсивности поляризованного теплового излучения при разных значениях Ж.

Итак, приближенную плотность распределения интегральной интенсивности поляризованного теплового излучения можно окончательно записать в виде [c.237]

В этом месте мы сделаем очень важное предположение о том, что на наши фотоприемники падает поляризованное тепловое излучение. Тогда на основании теоремы о моментах для комплексных гауссовских переменных можно показать, что [c.261]

Б. Распределение числа фотоотсчетов в случае поляризованного теплового излучения при времени наблюдения, намного меньшем времени когерентности [c.444]

На этом мы закончим обсуждение распределения числа фотоотсчетов в случае поляризованного теплового излучения и малого интервала наблюдения. Перейдем к более общему случаю неограниченного интервала наблюдения. [c.446]

В. Распределение числа фотоотсчетов в случае поляризованного теплового излучения и произвольного времени наблюдения [c.447]

Имея приближенное выражение для распределения числа фотоотсчетов поляризованного теплового излучения с произвольным временем наблюдения и при полной пространственной когерентности, посмотрим теперь, какие потребуются изменения в результатах, если волна не полностью поляризована. [c.448]

Предположим теперь, что свет, падающий на фоточувствительную поверхность, является поляризованным тепловым излучением. В этом случае, комбинируя выражения (6.1.10) и [c.455]

Распределение числа фотоотсчетов, полученное в случае поляризованного теплового излучения, определяется комбинацией параметров К и бс, как это можно видеть, переписав биномиальное распределение с отрицательным показателем (9.2.24) в форме [c.456]

В случае поляризованного теплового излучения при параметре вырождения фотоотсчетов, стремящемся к нулю, распределение числа фотоотсчетов стремится к распределению Пуассона. [c.457]

Различные виды О. и. классифицируют по след, признакам по особенностям испускания атомами и молекулами тепловое излучение, люминесценция), степени однородности спектр, состава (монохроматическое, немонохроматическое), упорядоченности ориентации электрич. и магн. векторов (естественное, поляризованное линейно, по кругу, эллиптически), рассеяния потока излучения (направленное, диффузное, смешанное) и т. д. [c.500]

Для анализа нам потребуется некоторая информация о статистических свойствах вектора числа фотоотсчетов К(п). Они зависят от вида света, который участвует в интерференционных экспериментах. Например, если это излучение одномодового лазера со стабилизированной амплитудой, то каждая компонента вектора числа фотоотсчетов будет пуассоновской переменной. Если же два световых пучка поляризованы и являются тепловыми по происхождению, то фотоотсчеты подчиняются биномиальному распределению с отрицательным показателем. Предположим, что излучение тепловое, поскольку это соответствует практически всем экспериментам по формированию изображений с использованием интерферометрических данных. Предположим далее, что свет поляризован. Первой интересующей нас статистической величиной является среднее значение вектора числа фотоотсчетов. Конечно, среднее число фотоотсчетов п-го элемента фотоприемника просто пропорционально интенсивности той части иитерферограммы, которая падает на этот элемент. Таким образом, [c.465]

Совершенно отличный метод компенсации при недостатке сведений об излучательной способности основан на поляризации теплового излучения, испущенного и отраженного под углами, далекими от нормального. Метод основан на предложении, сформулированном Тингвальдом [82] и позднее усовершенствованном Мюрреем [59] и Берри [10]. Принцип метода заключается в следующем. Излучение черного тела не поляризовано, поэтому, если оно отражается от горячей металлической поверхности на большие углы, суммарное (испущенное и отраженное) излучение будет поляризованным, если только температура отражающей поверхности не равна температуре черного тела. Это иллюстрируется рис. 7.41. [c.389]

При прохождении через пространство тепловые лy и обнаруживают все свойства, присущие электромагнитньм волнам. Например, тепловые лучи обладают способностью к интерференции, когда лучи, исходящие из одного истог-ника и движущиеся по разным направлениям, соединяются вновь. Вообще говоря, возможна поляризация тепловь х лучей, откуда следует, что эти лучи носят характер поперечных волн однако, как правило, термическое излучение не является поляризованным. Таким образом, природа теплового излучения та же, что и других электромагнитных волн. [c.141]

В следующем параграфе мы приведем три примера задач, содержащих когерентность более чем второго порядка. Сначала мы рассмотрим статистические свойства интегральной по времени интенсивн ости поляризованного теплового излучения. Этими результатами мы воспользуемся в дальнейшем при исследовании статистики счета фотонов в гл. 9. Затем мы рассмотрим статистические свойства взаимной интенсивности с конечным временем усреднения. И наконец, в заключение мы представим полный классический анализ интерферометра интенсивностей. [c.228]

Приближенными формами плотности распределения интегральной интенсивности можно пользоваться во многих приложениях, но интерес представляют также точные формы этих плотностей распределения. Точные результаты могут быть фактически найдены для определенных форм линий с применением разложения Карунена — Лоэва, рассмотренного в гл. 3, 10. С некоторыми соображениями по данному вопросу читатель может ознакомиться в работах [6.8—6.10]. Мы рассмотрим здесь только случай полностью поляризованного теплового излучения. Начальные рассуждения будут носить совершенно общий характер, но затем мы сосредоточим свое внимание на случае излучения с прямоугольным контуром линии. [c.239]

Рассмотрим теперь случай теплового излучения и связанное с ним распределение числа фотоотсчетов. Ограничимся пока простейшим с аналитической точки зрения случаем, а именно случаем полностью поляризованного излучения и времени наблюдения, малого по сравнению с временем когерентности света. Практически столь малое время наблюдения было бы исключительно трудно получить для истинно теплового излучения, поскольку при ширине полосы 1 нм и длине волны 500 нм это время должно было бы быть намного меньше 1 пс (10 2 с) Однако в случае квазитеплового излучения это условие легко может быть выполнено. [c.444]

Как указывалось ранее, исключительно трудно провести эксперимент с истинно тепловым излучением так, чтобы время наблюдения было намного меньше времени когерентности падающего света. По этой причине важно исследовать распределение числа фотоотсчетов при времени наблюдения, сравнимом с временем когерентности или превышающем его. Предположение о том, что падающий свет полностью поляризован, мы пока сохраним. Распределение числа фотоотсчетов будем искать так же, как и выше. Сначала найдем плотность распределения pw W) интегральной интенсивности, а затем подставим ее в формулу Манделя и выполним требуемое интегрирование. [c.447]

Выше предполагалось, что свет, падающий на фоточувствительную поверхность, полностью поляризован. Интерес представляет также случай теплового излучения с произвольной степенью поляризации. Чтобы найти распределение числа фотоотсчетов в общем случае, заметим сначала, что если свет поляризован частично, то полная интегральная интенсивность может рассматриваться как сумма двух статистически независимых составляющих интегральной интенснвностн, по одной для каждой поляризационной компоненты волны, после прохождения через поляризатор, который диагонализирует матрицу когерентности (4.3.38). Такнм образом, [c.449]

Мы предполагали, что падающий свет поляризован, но аналогичный результат справедлив и в случае частично поляризованного теплового излучения при условии, что независимые интенсивности поляризационных компонент, получаемых при прохождении света через поляризатор, который диагонализирует матрицу когерентности, характеризуются малыми параметрами вырождения. [c.457]

Частично поляризованная волна теплового излучения падает на фоточувствительную поверхность. Полная интегральная интенсивность падаюш,его света может рассматриваться состояш,ей из двух стат21стически независимых компонент W (среднее значение 1 1) и (среднее значение 1 2). Следовательно, плотность распределения величины может быть представлена в виде свертки плотностей распределения величин 1 и Покажите, что при этих обстоятельствах функция распределения Р К) полного числа наблюдаемых фотособытий может быть представлена в виде дискретной свертки функций распределения Р К) и Р2 К) чисел фотособытий, которые наблюдались бы при раздельном падении света интенсивностью 1 и W2. [c.495]

Равновесное тепловое излучение как полностью изотропное является естественным. Темп-рные излучатели дают слабополяризованный свет за счет влияния поверхностных слоев, в к-рых пет полного равновесия вещества с излучением. Так, вольфрамовая нить лампы накаливания дает свет, поляризованный до 15—20%, ртутная лампа — до 5—8%. Дневной свет может считаться практически естественным, хотя свет от определенного участка неба всегда несколько поляризован. Сильнополяризовапный свет испускают люминесцирующие жидкости и твердые тола, особенно при возбуждении поляризованным светом (см. Поляризованная люминесценция). [c.149]

Источники энергии СВЧ. Электромагнитные волны СВЧ могут быть генерированы как в виде монохроматических (когерентных) поляризованных колебаний, так й в виде некоге-рентного, хаотического излучения, обусловленного тепловым движением атомов и молекул. Для неразрушающих методов контроля применяют в основном когерентное поляризованное излучение. [c.211]

Разл. виды О. и. классифицируют по след, признакам по природе возникновения (тепловое, люминесцентное, синхротронное, Вавилова — Черенкова), особенностям испускания атомами и молекулами (спонтанное, вынужденное), степени однородности спектрального состава (монохроматич., немонохроматич,), степени пространственной и временной когерентности, упорядоченности ориентации электрич. и магн. векторов (естественное, поляризованное линейна, по кругу, эллиптически), степени рассеяния потока излучения (направленное, диффузное, смешанное) и т. д. [c.459]

Чтобы излучение теплового источника можно было считать не-поляризованным, должны выполняться два условия. Во-первых, интенсивность излучения, прошедшего через анализатор поляризации, который расположен в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, не должна зависеть от угловой ориентации анализатора. Во-вторых, необходимо, чтобы для любых двух ортогональных компонент поля и (Р, О и %(Р, 1) выражение (< +т) Цу(0) было тождественно равно нулю при всех угловых ориентациях координатных осей X п и при всех задержках т. (Дальнейшее рассмотрение свойств неполяризо- [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...