Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
СТОКСА ПАРАМЕТРЫ

СТОКСА ПАРАМЕТРЫ

СТОКСА ПАРАМЕТРЫ - параметры, используемые для описания состоянияполяризации эл.-магн. волн. Введены Дж. Г. Стоксом (G. G. Stokes) в 1852.

Идеальная плоская монохроматич. волна в общем случае поляризована эллиптически. <Состояние её поляризации обычно описывают, задавая направление колебанийэлектрич. поля. Если волна распространяется перпендикулярно плоскости рисункав направлении от нас (ось Oz),a- угол между большой осью эллипса и осью Оу, r - единичный векторпо оси Ох, l - единичный вектор по оси Оу, то электрич. полеволны можно записать в виде , где Е _T и Е _l - комплексные амплитуды,,E_l=.Здесь и а; - амплитуды соответствующих колебаний, а и - ихфазовые сдвиги. Реально измеряются величины и - разность фаз колебаний по осям l и r. Вдоль большой и малойосей эллипса введём единичные векторы р и q и представимполе Е в виде:

где , - фазовыйугол,и - длиныбольшой и малой осей эллипса, величина а ² характеризуетинтенсивность пучка. Отношение осей эллипса - степень эллиптичности пучка- задаётся .Описать эллиптически поляризованную волну можно с помощью разл. групп четырёхпараметров. Это либо ,либо а _r, a_l,, либо каждая из этих групп легко выражается через другую.

Однако использование любой группы параметров для характеристики поляризацииизлучения неудобно, в частности трудности возникают при сложении пучков.

Состояние поляризации светового пучка удобно описывать с помощью С. <п., к-рые определяются ф-лами

С. п. представляют собой столбец-вектор:

С. п. можно записать также в виде строки {S₁S₂S₃S₄}.С точностью до пост. множителя эти величины имеют размерность интенсивностисвета, т. е. подобны Пойнтинга вектору. С. п. содержат полную информациюоб интенсивности, степени и форме поляризации пучка. Для плоской волныС. п. легко представить через геом. характеристики:

В этом случае независимых параметров только три, т. к. .С помощью предыдущихф-л т. <к.по С. <п. плоской волны легко определить величины, задающие направление колебаний Е по осям l и r или р или q, т. е. восстановитьполе.

Реальный световой пучок представляет собой суперпозицию огромного числанезависимых мод поля излучения, быстро сменяющих друг друга со случайнымифазами и направлениями колебаний. С. п. суммарного пучка равны суммам С. <п. отд. пучков:

Это свойство С. п. используется в оптике. Первый С. п.- это интенсивностьсвета. Часто применяются нормированные С. п.,, т. к. они безразмерные величины .Если а _r =0, то свет поляризован горизонтально и егонормированные С. п. равны (1,1, 0,0). Если а _l = а _r и =0,свет поляризован под углом 45° (1, 0, 1, 0) и т. д. Для неполяризов. света S₂= S₃= S₄ = 0.Все параметры реального пучка нетрудно определить с помощью анализатораи четвертьволновой пластинки. Существуют уже сосчитанные С. п. для разныхформ поляризации света [3]. При любом линейном оптич. процессе (рассеянии, <отражении, преломлении на к.-л. поверхности) С. п. падающего пучка линейно преобразуются в С. п. вышедшего пучка S_i с помощью Мюллера матрицы

Лит.:1) Розенберг Г. В., Вектор-параметр Стокса, «УФН», 1955,т. 56, с. 77; 2) X ю л с т Г., Рассеяние света малыми частицами, пер. сангл., М., 1961; 3) Шерклифф У., Поляризованный свет, пер. с англ., М.,1965; 4) Ш и ф р и н К. С., Введение в оптику океана, Л., 1983. К. С. <Шифрин.