Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кизель В.А. -> "Отражение света" -> 82

Отражение света - Кизель В.А.

Кизель В.А. Отражение света — М.: Наука, 1973. — 254 c.
Скачать (прямая ссылка): otsveta1973.pdf
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 103 >> Следующая

s? = s2 + sf+s?.
Принимая Si = l, свет, линейно поляризованный в азимуте и, можно в этом случае описать параметрами (1, 1, 0, 0); линейно поляризованный в азимуте ы-)-90о - параметрами (1, -1, 0, 0), в азимуте и±я/4 - параметрами (1, 0, ±1, 0), циркулярно поляризованный - параметрами (1, 0, 0, ±1). В этом случае измерение параметров Стокса дает несколько избыточную информацию (см., однако, ниже).
Если световой поток состоит из ряда некогерентных компонент, то, вследствие аддитивности интенсивностей, параметры Стокса такого потока можно представить в виде суммы параметров составляющих его компонент:
k
Подобным образом может быть изображен например, полихроматический свет, естественный свет [параметры его (1, 0, 0, 0)]; частично поляризованный свет может быть, как известно, представлен в виде сумм полностью эллиптически поляризованного света и полностью деполяризованного (естественного) света, со своими параметрами Стокса у каждой составляющей.
Здесь
s?>s| + s! + s2.
298
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ ОТРАЖЕНИЯ
[ГЛ. 7
Таким образом, аппарат параметров Стокса может быть применен для описания статистических световых потоков в единой символике с когерентными монохроматическими потоками с одинаковой полнотой; в этом его важное преимущество. Недавно было предложено иное, несколько более полное описание светового потока [252]; однако к вопросам отражения оно еще не применялось (ср. также [253]).
Отметим здесь, что параметры Стокса, введенные выше чисто формально, имеют и глубокий физический смысл, ибо служат характеристикой вероятности поляризации фотонов (см., например, [021]).
Если световой поток вступает во взаимодействие с веществом, то интенсивность и поляризация его после взаимодействия зависят от интенсивности и поляризации первичного потока и от характера взаимодействия. Процессы взаимодействия можно разделить на "когерентные" (например, зеркальное отражение) и "статистические" (рассеяние, диффузное отражение), хотя это разделение- несколько условное. Ранее (стр. 145) упоминалось, что частично когерентный пучок при наклонном падении даже при зеркальном отражении меняет свойства когерентности.
При "некогерентном" взаимодействии световой поток после отражения состоит из совокупности некогерентных между собой световых потоков. Однако во всех случаях, благодаря линейности и однородности уравнений Максвелла, происходит линейное ..преобразование каждой компоненты потока.
Обозначая совокупность параметров Стокса до и после взаимодействия соответственно буквами S и S', любой процесс преобразования светового потока можно представить в виде
S'=DS,
где D - матрица преобразования светового потока (4.4), характеризующая процесс взаимодействия. Так, для идеального белого рассеивателя
10 0 0 0 0 0 0 о о о о ; 0 0 0 0
§ 36]
ПАРАМЕТРЫ СТОКСА И МЕТОД РАСЧЕТОВ
299
для зеркального отражения
поворот плоскости поляризации при отражении (нормируя интенсивность к единице) изобразится матрицей
Суммарный результат последовательных преобразований опишется матрицей, представляющей собой произведение матриц отдельных преобразований. Некоторые примеры матриц, в частности, для многих проблем рассеяния и отражения можно найти в работах [247, 249-
При описании статистических взаимодействий матричный метод - единственный строгий способ расчленения и упорядочения информации; однако получение матриц в общем виде встречает большие трудности из-за отсутствия полного алгоритма для их нахождения. Формулы Френеля в матричной форме даны в работе [262].
Использовав введение параметров Стокса в качестве вычислительного приема, можно получить удобные строгие формулы для определения п и х по отражению для случая приближения плоской монохроматической волны и зеркального отражения, рассмотренного в § 4, 30 и 31.
Записав в (4.7) (стр. 45) комплексность угла %2 в явном виде:
и приравнивая вещественные и мнимые части, получим
10 0 0
0 cos 2 (р - а) - sin 2 (Р - а) 0 0 sin 2 (Р - а) cos 2 ((J - а) 0 0 0 0 0
0
0
251, 253-261].
(36.2)
(36.3)
300 ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИИ ОТРАЖЕНИЯ [ГЛ. 7
Из этих соотношений сразу находим выражения для параметров п и-л через х, у, ф (=7^0):
= 8injechygin"p_
sin2 х + sh2 у ' ' '
- - cos х sh У sin ф И sin2 х rb sh2 у (• • /
Отсюда попутно можно получить связь между п и у, в
поглощающей среде для данной длины волны
п tgx
к th I/
(36.6)
Воспользуемся далее в качестве измеряемых величин параметрами Стокса отраженного света, считая отражение зеркальным, а падающую волну - типа (1.1).
Выберем для простоты параметры падающей волны (1, 0, 1, 0), т. е. линейную поляризацию с а=45°; тогда параметры отраженного света
S, = Е±Е\ + Е^Е\ = 1/2 {г Л + г и Hi),
52 = ЕХЕ\ - ? " Е\ = 1/2 (гхгх - Гц-r*,),
53 = Е\ Ех + Е |, Е\ = 1/2 (п гА + г " г\), Si = (?* Е± - Е и El)i = Ц2 (г*, гх - г и г\\
(36.7)
Подставляя значения г± и Гц по формулам Френеля, после ряда несложных преобразований получим
' th 2(/ - (36.8)' 'g2*" sT-'fX • (36-9)
Формулы существенно упрощаются в двух частных случаях. Если принять ф=45°, то
th 2у = ¦-§*- = sin 2g, (36.10)
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed