Параметры Стокса и поляризация

ПАРАМЕТРЫ СТОКСА И ПОЛЯРИЗАЦИЯ [c.16]

Рисунок 3.3 иллюстрирует еще одну заманчивую возможность практического использования поляризационных эффектов при лазерном зондировании аэрозолей. В левой части этого рисунка изображены вертикальные профили компонент Q, и м V вектор-параметра Стокса и угловой позиции доминирующего положения плоскости поляризации эллиптически поляризованного излучения х эхо-сигнала для интервала высот 4.. . 26 км. В правой части ри- [c.68]

Величина характеризует интенсивность рассеяния излучения, поляризованного в направлении, перпендикулярном плоскости рассеяния, а величина <2 — плоскости рассеяния. Величины i l и определяют первый (7 = I l — ig) и второй (/2 = ii + 2) параметры Стокса, а также степень поляризации рассеянного излучения Рх (0) = (I l — t2)/(fi + 2) = i- [c.55]

При описании поля излучения с учетом поляризации введенных выше двух составляющих интенсивности / и h становится недостаточно. Чандрасекар [8] сформулировал уравнения переноса поляризованного излучения в общем виде, представив интенсивность излучения как четырехкомпонентный вектор с помощью четырех параметров Стокса. Другими словами, четыре величины /, Q, U, V, называемые параметрами Стокса, кш //, /г, V, V, известные под названием модифицированных параметров Стокса, дают полное описание поляризационных свойств пучка электромагнитных плоских волн. Обычно представляют интерес следующие параметры средняя по времени интенсивность, плоскость поляризации, эллиптичность и степень поляризации. Интенсивность поляризованного излучения в общем случае является четырехкомпонентным вектором [c.17]

Поскольку совокупность компонент вектора Стокса однозначно определяет эллипс поляризации, то параметры Стокса могут быть использованы для количественной характеристики состояния поляризации. Компоненты вектора Стокса можно выразить также через амплитуды Ах и Ау. [c.248]

Стокса при повороте осей поляризационного базиса и какие изменения поляризации вызывают перемену знаков у параметров Стокса, характеризующих эту поляризацию. [c.260]

Таким образом, поле в точке г однозначно характеризуется плоскостью, в которой лежит его эллипс поляризации, а также углами и ф, определенными выше, и своей интенсивностью. Столь же полно поле можно характеризовать так называемыми параметрами Стокса 50, 51,52 и5з, определяемыми следующим образом [c.34]

Матричный метод Стокса основан на записи интенсивности и поляризации в виде вектора, характеризующегося четырьмя параметрами, называемыми коэффициентами Стокса I, М, С, 3. Первый из них характеризует интен- [c.243]

См. также [-16, 28, 31, 34, 83, 841. Параметры Стокса применяются и при квантовомеханическом рассмотрении поляризации элементарных частиц [85—881, см. также [301. [c.509]

Итак, мы видим, что параметры Стокса, как и матрица когерентности, служат полезным инструментом для систематического анализа состояния поляризации квазимонохроматической волны. [c.510]

Начальная степень спиновой поляризации ро пропорциональна Рс (в дальнейшем Р°, Р° и Р, — параметры Стокса [c.138]

Согласно (4.15), (4.16), при Q] =0 и при Q2, превышающем обратное время жизни экситона, поляризация Р - равна нулю, а зависимость двух других параметров Стокса (см. (4.2)) от продольного магнитного поля описывается выражениями [c.152]

В этом случае параметры Стокса можно ввести через величины, определяющие форму и ориентацию эллипса поляризации [c.10]

Наряду со свойством аддитивности параметров Стокса учтем тот факт, что все оптические приборы являются линейными преобразователями волны (в отличие от радиоприборов, которые могут иметь и нелинейные элементы). Тогда можно показать, что параметры Стокса для прошедших через оптические приборы волн всегда будут линейной комбинацией первоначальных (входящих в оптический прибор) с матрицей преобразования, которая имеет 16 элементов из вещественных чисел. При этом последние представляют собой квадратичную форму из коэффициентов линейного преобразования волны. Отсюда следует еще одно важное при оптических-исследованиях свойство параметров Стокса, которое называется принципом оптической эквивалентности. Этот принцип гласит с помощью приборов невозможно отличить друг от друга оптические волны, которые образуют пучок с одними и теми же параметрами Стокса. Из принципа оптической эквивалентности следует, что параметры Стокса представляют собой полную систему величин, однозначно описывающих измеряемые характеристики оптических пучков (интенсивность и состояние поляризации). Теоретически оптические пучки с заданными параметрами Стокса могут различаться, но измерить эти различия невозможно. [c.12]

Таким образом, анизотропные частицы (даже сферические) в постоянном электрическом поле приобретают преимущественную ориентацию оптической анизотропии и поляризация рассеянного излучения становится зависящей от напряженности внешнего электрического поля. Измерение зависимости поляризационных характеристик рассеянного назад излучения (а в общем случае измерение параметров Стокса) от напряженности ориентирующего поля позволяет оценить поляризуемость частиц в постоянном поле и вид тензора оптической поляризуемости (в оптическом поле). Оба эти параметра очень чувствительны к трансформации аэрозольных частиц под воздействием атмосферных условий и, следовательно, методы их измерения представляются перспективными для исследования аэрозольных частиц. [c.174]

Поляризация сумеречного неба при учете только однократного рассеяния солнечного излучения рассчитывается аналогично тому, как это было сделано выше для первого параметра Стокса (для яркости). В [23] приведены формулы для всех четырех параметров Стокса, однако дальнейшего анализа этих формул не приводится. По-видимому, в немалой степени это связано с тем, что ко времени подготовки этой монографии в печать поляризационные исследования сумеречного неба имели своей главной задачей отыскание непосредственной связи с погодой и признаков, облегчающих их прогнозирование. Однако... эти поиски не увенчались успехом [23]. [c.193]

При рассеянии оптических волн атмосферным аэрозолем в принципе может существенно изменяться эллиптичность рассеянного излучения. Однако ввиду очень малой величины эллиптической поляризации при естественном освещении среды (2—4 % в максимуме) параметры Стокса 5з и 54 до настоящего времени [c.222]

Состояние поляризации произвольного светового пучка принято описывать четырьмя параметрами 5г ( =1, 2, 3, 4), впервые предложенными Стоксом. Каждый из них представляет собой линейную комбинацию квадратичных характеристик электромагнитного поля и может быть непосредственно измерен в эксперименте [35]. Все параметры Стокса 5 можно рассматривать как компоненты единого единичного вектора 8 в четырехмерном пространстве [7, 17, 34]. [c.35]

Особенно примечательными являются зависимость четвертой компоненты вектор-параметра Стокса V от высоты и смена ее знака в районе тропопаузы, указывающая на изменение правосторонней эллиптической поляризации на левостороннюю, что может быть объяснено различными свойствами частиц в тропосфере и стратосфере. [c.68]

Возникает вопрос, каковы будут параметры Стокса рассеянной волны Ьз, 23, Уз и Уз, если известны функции рассеяния и если падающая волна имеет произвольную поляризацию, а ее параметры Стокса равны /гг, и У,-. Такую связь можно найти, используя уравнения (2.74) и (2.82). Она выражается с помощью матрицы Стокса а размера 4X4 [42] [c.45]

Важно, что параметры Стокса не содержат фазы а. Поэтому их можно использовать для описания некогерентного пучка ), т. е. для описания суперпозиции многих волн, имеющих одинаковое направление распространения, но случайные фазы и, возможно, различную поляризацию. Тогда, приписав каждой отдельной волне в пучке индекс ( ), получим следующее выражение для интенсивности некогерентного пучка [c.19]

Знак равенства достигается тогда и только тогда, когда углы х и Р одинаковы для всех волн, составляющих пучок в этом случае пучок будет полностью поляризованным. Если Q = I/ = V = О, то пучок не поляризован. Следовательно, для некогерентного пучка электромагнитных волн все четыре параметра Стокса являются независимыми и степень поляризации пучка можно определить отношением [c.20]

Эта величина автоматически является эффективной , поскольку параметры Стокса определены так, чтобы они не были связаны с осцилляциями с частотой 2ю. Среднее значение параметра Q t) можно выразить через степень поляризации, угол наклона эллипса к плоскости отсчета х и степень эллиптичности р. Согласно формуле (1.31), имеем [c.113]

Если ноле описывается с помощью параметров Стокса, то общая интенсивность дается элементом 8о, так как из выражения (9.25) следует, что о = /хх уу Степень поляризации мон<ет быть выражена через параметры Стокса. Для этого мы просто подставим соответствующие величины из выражения (9.25) в выражение (9.16) и тогда получим [c.210]

Состояние поляризации монохроматической световой волны может быть охарактеризовано четырьмя величинами, имеющими одинаковую размерность и известными как параметры Стокса. Ими являются [c.110]

Принцип оптической эквивалентности показывает, что параметры Стокса не только интересны сами по себе, но и представляют собою полную систему величин, которые необходимы для характеристики интенсивности и состояния поляризации светового пучка, поскольку этот пучок является предметом практического анализа. Теоретически пучки с одинаковыми параметрами Стокса могут различаться, но эти различия нельзя измерить. В частности, существует только один вид естественного света [c.59]

Интенсивность и поляризацию голубого света дневного неба можно найти из теории многократного рассеяния по закону Релея. Эта теория, которая использует параметры Стокса (разд. 6.52), рассматривалась следующими авторами [c.103]

Рис. 10.6. Сфера Пуанкаре. Связь угловых координат с параметрами Стокса (а) и отображение различных состояний поляризации (б)

Отметим здесь, что параметры Стокса, введенные выше чисто формально, имеют и глубокий физический смысл, ибо служат характеристикой вероятности поляризации фотонов (см., например, [021]). [c.298]

Ясно, что в указанных задачах излучение в атмосфере не может иметь Крутовой поляризации и не может зависеть от азимута. Поэтому матрицу рассеяния вместе с матрицами поворота можно усреднить по азимуту, а поляризация может быть только линейной. За счет выбора поляризационного базиса можно исключить параметр Стокса и, так что выпадают два параметра Стокса. Вектор интенсивностей содержит только два параметра линейной поляризации [c.272]

Как видно из (2.92), параметры Стокса и в рассматриваемом случае равны нулю и, следовательно, при двукратном рассеянии облаком сферических частиц не происходит поворота плоскости поляризации, а степень эллиптичности рассеянного назад излучения равна нулю. Более того, количественный анализ показывает, что для жидкокапельных облаков плоскость преимущественной линейной поляризации двукратно рассеянного излучения совпадает с плоскостью поляризации зондирующего излучения, а перпендикулярно и параллельно поляризованные составляющие интенсивности отраженного излучения в определяющей степени зависят от матрицы рассеяния и параметров эксперимента ( , Ч ). Отмеченные поляризационные свойства двукратного рассеянного назад излучения широко используются для идентификации различных типов метеообразований в земной атмосфере [22]. В частности, экспериментальные исследования показывают, что степень деполяризации для атмосферных образований изменяется в широких пределах (от О до 1). Поэтому применение поляризационной селекции локационных сигналов обеспечивает получение дополнительной информации о параметрах среды. [c.86]

Д. м. м, не применяется для неоднородных волн и для световых пучков больших апертур. Д. м. м. непригодеп также для цекогерентного света, но формализм его можно использовать для построения матрицы когерентности [4]. Для описания состояния поляризации неко-герептного света используются методы Стокса параметр ров и Мюллера матриц. [c.604]

Используя соотношения (4.1.11), можно пояснить физический смысл параметров Стокса. Параметр So представляет собой интенсивность поляризованной волны Si — параметр пре-имуш,ественной горизонтальной поляризации, так как он увеличивается с возрастанием А и уменьшением Ау, S2 — параметр преимущественной диагональной поляризации, так как S2 максимален при 6=0 и Ах=Ау Зз — параметр преимущественно правой циркулярной поляризации,- так как он максимален при 6=jt/2 и Лх=Лу. [c.248]

СЛИ ввести трехмерный вектор Р поляризат.ии светового иучка, причем Р1 = г, то четырехмерный вектор-параметр Стокса <5= /(1, Р). Направление поляризации можно определить единичным вектором Q, так что Р = rQ — I (i, rQ). Яркость Г светового пучка, характеризуемого значениями С. п. после прохождения им оптич. устройства, выделяющего полностью поляризованную компоненту с поня-рпзацпей Q , определяется скалярным произведением векторов (1, Q ) и 5 [c.84]

Сплошной спектр радиоизлучения в пределах отдельных участков радиодиапазона может ot и ывaть я ф-цией = к где — интенсивность излучения частоты V, а — константа, наз. спектральным индексом излучения. Величина а связана с механизмом излучения. Монохроматич. излучение характеризуется длиной волны % и формой линии. Поляризация радиоволн онределяется Стокса параметрами. Протяженные источники характеризуются зависимостью или яркостной температуры Т ,, а и параметров Стокса от угловых координат. Для характеристики 1[еразрешенных источников пользуются спектр, плотностью общего потока 7 и средними значениями а и параметров Стокса. Для нестационарных объектов существенно изменепне этих характеристик во времени. [c.280]

Практически удобно описывать состояние поляризации электромагнитных волн не с помощью векторов электрического или магнитного поля, а с помощью некоторых статистических параметров, представляющих собой таадратичные и билинейные комбинации относительно компонент Е. Наибольшее распространение получили так называемые параметры Стокса, введенные Стоксом (1852 г.) при исследованиях поляризованного света и подробно обсужденные при решении задач оптики дисперсных сред в работах [5, 6] [c.10]

Напрамер, для линейно-поляризованной волны, плоскость поляризации которой составляет угол о о с осью х, имеем а = = о os я(зо, U2 = Ео sin я(зо и б = 0. В этом случае параметры Стокса равны [c.41]

Значение параметров Стокса видно из следующего рассуждения. Пусть простая волна с произвольным состоянием поляризации проходит через какой-либо оптический прибор, не вызывающий некогерентных эффектов, так что выходящая волна остается тоже простой. Прибор может вызывать рассеяние, отражение или преломление, а также может содержать двоякопре-ломляющие кристаллы, пластинки поляроида, пластинки в четверть волны и т. д. Входящая волна представляется двумя составляющими поля и Его относительно произвольной плоскости отсчета, проходящей через направление распространения входящего пучка. Подобно этому выходящая волна представляется составляющими поля и Ег относительно плоскости отсчета, проходящей через выходящий пучок. [c.58]

Кроме ДН по амплитуде и. мощности часто используют поляризационные и фазовые ДН. Поляриаад. ДН е 0, ф) — это зависимость поляризации поля (ориентации вектора JS) от направления в дальней зоне (векторы И п И в дальней зоне лежат в плоскости, нормальной к направлению распространения). Различают линейную и эллиптич, (в частности, круговую) поляризацию (см. Поляризация волн). Если нлоскость, проходящая через е ж п (направление распространения), с течением времени не меняет своей ориентации, то поляризация поля линейная, если конец вектора е описывает в плоскости, перпендикулярной и, эллипс или окружность (по часовой стрелке относительно п — правое вращение, против — левое), то поляризация эллиптическая или круговая. В общем виде поляризац. свойства полей излучении А. удобно описывать такими энер-гетич. параметрами, как матрица когерентности или Стокса параметры. Последние имеют размерность плотности потока энергии и могут быть непосредственно измерены, что позволяет экспериментально исследовать поляризац. ДН. [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...