Атмосфера Земли как поляризационный фильтр - физиков.нет
Винтажный Клуб для гитаристов
2 голосов
/

Я хотел бы оценить влияние сезонного наклона Земли (относительно Солнца) на локальные изменения поляризации солнечного света.

enter image description here

Если атмосфера рассматривалась как интерфейс с показателем преломления $n_\text{atm}$ (возникающий либо дискретно на некоторой произвольной границе, основанной на плотности и т. Д., Либо плавно увеличивающейся по разным слоям атмосферы), то переход от $\mu_0, \epsilon_0 \rightarrow \mu_\text{atm}, \epsilon_\text{atm}$ к некоторому угол падения $\theta_i$ будет избирательно передавать и отражать различные поляризации солнечного света.

Я бы подумал, что дипольное рассеяние тогда сохранит плоскость поляризации для света, прошедшего в атмосферу, так что разница в пропорции перпендикулярного и параллельно-поляризованного света в верхней атмосфере будет сохраняться при распространении света / разбросаны по направлению к поверхности Земли. Исходя из рисунка, это может привести к тому, что наблюдатель, скажем, в Южной Африке ($\theta_i\approx 45^\text{o}$) измерил различное количество света s-pol или p-pol, чем наблюдатель в Индии ($\theta_i\approx 0^\text{o}$)


Два вопроса, компактно:

  1. Может ли атмосфера рассматриваться как интерфейс, который преимущественно передает / отражает различные поляризации солнечного света для данного $\theta_i$?
  2. Приведет ли этот эффект к заметным различиям во фракциях типов поляризации, измеренных наблюдателем на поверхности?

Ответы [ 2 ]

1 голос
/

Что ж, вы можете смоделировать атмосферу Земли, как вы сказали, как интерфейс, но показатель преломления интерфейса будет зависеть от времени, так как концентрация газов в атмосфере не является статической; это динамический процесс, непрерывно изменяющий показатель преломления атмосферных сред. В результате, так называемая преференциальная обработка земной атмосферы переданной поляризации солнечного света не является чем-то абсолютным; скорее это меняется время от времени. Я не уверен, но, возможно, это изменение имеет суточные или даже сезонные колебания. В рамках второго вопроса ответ - да. Строго говоря, наблюдатели в разных частях Земли увидят разного рода поляризованный свет. Так что закат в Гренландии, Индии и Африке имеет разные характеристики; они не уникальны, но различимы.

0 голосов
/

Этот механизм не вызывает значительной поляризации. Формула для отражения отражение не должно исключать показатель преломления среды выше высота гипотетической отражающей сферы. Когда два индекса преломления почти равны (я ожидаю, что плотность атмосферы не имеет вертикальные разрывы ниже ионосферы), полученное отражение сумма квадратов, обратно пропорциональная малым различиям в показателе преломления. Как сумма превращается в непрерывный интеграл, увеличение суммы элементы растут только линейно, а размер элемента уменьшается квадратично. Сумма стремится к нулю в непрерывном градиенте атмосферы.

Мансардное окно, тем не менее, поляризовано другим эффектом. Рэлей рассеивание, которое делает небо голубым, создает рассеянный свет, который распространяет только от прямого солнечного луча в направлении, перпендикулярном E-полю, и что E-поле (в луче солнца) не имеет компонента, ориентированного на солнце. Так что, если вы указываете на пятно голубого неба, ожидайте, что свет исходя из этого патча имеет поляризацию в основном перпендикулярно направление от пятна к солнцу. Это не будет иметь место для многократного рассеяния свет (как тусклое серое свечение под облаком).

Итак, пока видимый солнечный диск не поляризован, голубое небо окружает это.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...