Я работаю над некоторыми уравнениями переноса излучения и борюсь, поскольку я новичок в этой области. Я читал о функции фазы Рэлея, которая:
Я могу построить эту функцию и сгенерировать значения этой функции в моей компьютерной программе (что мне и нужно сделать) — но что она на самом деле говорит мне? Если я знаю, что у меня есть луч света, падающий под определенным углом, скажет ли мне эта функция, под каким углом он рассеется? Или это скорее статистическое обобщение, где области, где функция выше, представляют собой углы, при которых рассеяние более вероятно?
Кроме того, когда я вижу построенную функцию, она всегда находится в диапазоне 0-180, а не 0-360, как я ожидал бы для рассеяния. Это заставляет меня думать, что функция может давать разницу между входящим и исходящим углами, а не абсолютным углом, на который он рассеивается. Это верно?
Не уверен, почему слово "фаза" в названии этой функции. Интенсивность неполяризованного света, рассеянного рэлеевскими частицами, в зависимости от угла детектора пропорциональна этой функции. Ученые-коллоидщики называют это измерение «статическим рассеянием света», но ученые, занимающиеся атмосферой, и другие специалисты могут называть его по-разному.
Вы можете получить некоторую физическую интуицию для этой функции, изобразив электромагнитную волну, взаимодействующую с точечным рассеивателем. Представьте, что вы проводите детектором по кругу радиусом с центром на рассеивателе, так что падающий свет находится в плоскости этого круга. Затем поместите анализатор (поляризатор) перед детектором, чтобы обнаруживать только свет с вертикальной или горизонтальной поляризацией. Если падающий свет вертикально поляризован, т. е. поляризация перпендикулярна плоскости круга, амплитуда (и интенсивность) рассеянного света изотропна. Если свет поляризован горизонтально, т.е. (поляризация в плоскости круга), обнаруженная интенсивность зависит от угла обнаружения.
Соглашение состоит в том, чтобы позвонить градусов угол прямого рассеянного (также нерассеянного) света. Сюда, это угол, под которым мы обнаруживаем обратно рассеянный свет, и и находятся прямо между этими двумя «полюсами». Представьте себе горизонтально поляризованное излучение, взаимодействующее с нашим точечным рассеивателем. Эта поляризация приводит к максимальной рассеянной интенсивности при и и минимум нулевой рассеянной интенсивности при (и ). Вы можете использовать правило правой руки и скалярные произведения , чтобы убедиться в этом.
Пусть ваши пальцы указывают в направлении поляризации, а большой палец , направление, в котором распространяется рассеянный фотон. Вы можете позволить своему большому пальцу указывать в любом направлении по кругу; представьте, что ваш большой палец указывает на детектор, поэтому он определяет, какой вы анализируете. Если ваши пальцы находятся в плоскости круга, вы смотрите на горизонтально поляризованный свет. Попробуйте положить пальцы в плоскость и указать большим пальцем на . Вы должны обнаружить, что ваши пальцы указывают в направлении, ортогональном горизонтальной поляризации падающего света , что означает, что ни один такой свет не будет рассеиваться в этом направлении. член характеризует эту угловую зависимость горизонтальной поляризации, а Термин определяет изотропию вертикально поляризованного излучения. Мы должны добавить их для неполяризованного падающего света.
Эта общая зависимость верна для разбавленных растворов рассеивателей Рэлея или газов.
Измерение интенсивности происходит путем подсчета большого количества фотонов под каждым углом. Функция исходит из классической оптики/электромагнетизма. Я подозреваю, что это также может быть получено из квантово-механической (КМ) обработки фотонов. QM может лучше подходить для определения «углов, при которых рассеяние более вероятно», как вы выразились, поскольку мы считаем классическую картину чисто детерминированной.
ПирсонИскусствоФото