Основы теоретической атмосферной оптики. Тимофеев Ю.М - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

42
В дальнейшем у комплексных амплитуд для простоты не будем указывать штрихи и
вектора.
Вектор
E в плоскости YZ, как мы выяснили, рассматривая поляризацию, описывает
эллипс − рис. 2.6.
Его положение полностью определяется
большой и малой полуосями
E
a
и E
b
и углом
ψ
между осью
Y и большой полуосью эллипса.
Однако, подобные параметры описания
трехмерной волны неудобны и для
экспериментальных измерений, и для
теоретического анализа, поскольку не являются
однородными (имеют разные размерности). В
эксперименте поляризационные характеристики
измеряют обычно при пропускании света через
поляризаторы − специальные устройства
(кристаллические пластинки), пропускающие
только определенным образом поляризованный свет. Поэтому для экспериментальных
измерений вводят
вектор параметров Стокса − вектор из четырех вещественных
компонент (
I, Q, U, V), которые определяются в четырех (мысленных) экспериментах по
схеме, изображенной на рис. 2.7.
Эксперимент 1: поляризаторы
отсутствуют. Тогда первый параметр
Стокса − интенсивность излучения
I. Она,
как показано ранее, пропорциональна
квадрату напряженности электрического
поля. Для вектора это приводит к
выражению:
)(
**
bbaa
EEEEI += . (2.7.13)
Нам, однако, понадобится выражение для интенсивности не через полуоси эллипса
E
a
и
E
b
, а через проекции вектора электрического поля в любой прямоугольной системе
координат
YZ, повернутой относительно главных осей на угол
ψ
− рис. 2.6. Обозначим эти
проекции как
E
||
и E
⊥
и выразим их координаты в Y
'Z
' через полуоси эллипса
)cos,sin();sin,cos(
||
ψ
ψ
ψ
ψ
baba
EEEEEE
=
=
⊥
. (2.7.14)
Из (2.7.14) следует, что
**
||||
**
⊥⊥
+=+ EEEEEEEE
bbaa
,
откуда окончательно получаем выражение для интенсивности излучения
)(
**
|||| ⊥⊥
+= EEEEI . (2.7.15)
Эксперимент 2: горизонтальный и вертикальный поляризаторы. Сначала проводим
измерение интенсивности, прошедшей горизонтальный поляризатор, потом −
вертикальный. Второй параметр Стокса
Q − разность этих интенсивностей. Поскольку
через горизонтальный поляризатор пройдет лишь
E
||
, через вертикальный − E
⊥
, то из
(2.7.5) непосредственно получаем
)(
**
|||| ⊥⊥
−= EEEEQ . (2.7.16)
Рис. 2.6. Эллипс поляризации.
Рис. 2.7. К определению параметров Стокса.

Страницы