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¿Qué hace el Rayleigh Función de la Fase de decirnos

Estoy trabajando en algunas ecuaciones de transferencia radiativa, y luchando como soy bastante nuevo en este campo. He leído acerca de los Rayleigh Función de la Fase que es:

$P(\theta) = \frac{3}{4}(1 + cos^2 \theta)$

Puedo graficar esta función, y generar los valores de esta función en mi programa de ordenador (que es lo que debo hacer) - pero, ¿qué es lo que realmente me decía? Si sé que tengo un rayo de luz incidente en un cierto ángulo, esta función dime qué ángulo se dispersión? O es más de una generalización estadística donde las áreas donde la función es mayor son los ángulos en los que la dispersión es más probable que suceda?

Además, cuando veo a la función graficada es siempre de 0-180, en lugar de 0-360 como yo esperaría para la dispersión. Esto me hace pensar que la función se puede dar la diferencia entre el ángulo entrante y el saliente ángulo en lugar de la absoluta ángulo en que se dispersa en el. Es eso correcto?

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Simon Hughes Puntos 2297

No sé por qué la palabra "fase", es el nombre de esta función. La intensidad de la luz polarizada dispersos por Rayleigh partículas como una función de detector de ángulo de $\theta$ es proporcional a esta función. Coloidal que los científicos llaman a esta medida "Estática Dispersión de la Luz," pero los científicos atmosféricos y otros pueden tener diferentes nombres para la misma.

Usted puede conseguir un poco de intuición física para esta función por medio de una onda EM interactuar con un punto dispersor. Imaginar el barrido de un detector en un círculo de un radio de $R$ centrada en el dispersor, de tal manera que la luz incidente es en el plano de este círculo. A continuación, coloque un analizador (polarizador) en frente del detector para la detección sólo horizontal o vertical de la luz polarizada. Si la luz incidente es polarizada verticalmente, es decir, la polarización normal al plano del círculo, la amplitud y la intensidad de la luz dispersada es isotrópica. Si la luz está polarizada horizontalmente, es decir, (polarización en el plano de la circunferencia), la intensidad detectada depende del ángulo de detección.

La convención es llamar a $\theta=0$ grados el ángulo de dispersada hacia adelante (también no dispersa la luz. De esa manera, $\theta=180$ es el ángulo donde detectamos retrodispersión de la luz, y $\theta=90$ $\theta=270$ son cada uno de los derechos entre los dos "polos". Imaginar polarizada horizontalmente a la radiación de la interacción con nuestro punto de dispersor. Esta polarización lleva a la máxima intensidad dispersada en$\theta=0$$\theta=180$, y un mínimo de cero intensidad dispersada en $\theta=90$ (e $\theta=270$). Usted puede utilizar el derecho-regla de la mano y productos de puntos de convencerse a sí mismo de esta.

Deje que sus dedos que apuntan en la dirección de la polarización, y con su pulgar el punto en $\hat{k}$, la dirección en la que el fotón es dispersado propagación. Usted puede dejar que su pulgar punto en cualquier dirección alrededor del círculo; se imagina que su pulgar apunte hacia el detector, por lo que se determina que $\theta$ está analizando. Si tus dedos están en el plano del círculo que usted está buscando en luz polarizada horizontalmente. Trate de poner los dedos en el plano y el punto de su dedo pulgar en $\theta=90$. Usted debe encontrar que sus dedos están apuntando en una dirección ortogonal a la polarización horizontal del incidente de la luz, lo que significa que ninguna parte de dicha luz se dispersan en esta dirección. El $cos^2(\theta)$ plazo caracteriza a esta dependencia angular de la polarización horizontal, y el $1$ plazo de los estados de la isotropía de la radiación polarizada verticalmente. Tenemos que añadir estas para luz incidente no polarizada.

Este general de la dependencia es cierto para las soluciones diluidas de Rayleigh dispersores, o gases.

La intensidad de la medición es la de contar con un gran número de fotones en cada ángulo. La función viene desde la clásica óptica/electromagnetismo. Sospecho que también podría ser derivada a partir de una mecánica cuántica (QM) el tratamiento de los fotones. QM pueden ser más adecuados para la determinación de los ángulos en los que la dispersión es más probable que suceda" como usted dice, ya que pensamos que de la clásica imagen de como puramente determinista.

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