Главная - Радиоастрономия - Поляризация излучения


Поляризация излучения
Наука - Радиоастрономия

В предыдущем разделе мы встретились с понятием поляризации электромагнитного излучения. Рассмотрим подробнее поляризационные параметры и физические механизмы, влияющие на поляризацию излучения.

В общем случае радиоизлучение может содержать две компоненты – неполяризованную и поляризованную. При распространении излучения конец мгновенного вектора электрического поля волны, измеренного в некоторой фиксированной точке пространства, описывает эллипс (рис. 2.1). Выберем систему координат, ось z которой направлена вдоль волнового вектора (то есть, совпадает с направлением распространения, перпендикулярным плоскости рис. 2.1), а оси x и y лежат в плоскости рисунка. Компоненты вектора  в проекциях на оси x и y зависят от времени следующим образом:

Отношение E0x/E0y и разность фаз yxy = yx – yy определяют позиционный угол эллипса c и отношение его осей p. Общая интенсивность I = Iпол + Iест  равна сумме поляризованной и естественной компонент; отношение r = Iпол/I называется степенью поляризации. В качестве величин, описывающих состояние поляризации, обычно принимают параметры Стокса I, Q, U, V:

где s =arctg p. Если антенна радиотелескопа принимает две ортогональные линейные поляризации вдоль осей x и y, то измеряемые интенсивности компонент равны

где черта означает усреднение по времени. Параметры Стокса:

Если антенна принимает два направления круговой поляризации – правую r (вектор  в приближающейся волне вращается против часовой стрелки) и левую l (по часовой стрелке), то интенсивности право - и левополяризованной компонент равны, соответственно

а параметры Стокса выражаются через напряженности поля и , а также разность фаз yrl право - и левополяризованных компонент:

В общем случае поляризованное излучение содержит смесь линейно и циркулярно поляризованных волн, то есть имеет эллиптическую поляризацию, состояние которой можно однозначно описать параметрами эллипса поляризации (рис. 2.1) либо параметрами Стокса.

Поляризованное излучение часто встречается в радиоастрономии. Как правило, источники синхротронного излучения (§2.5) имеют линейную поляризацию. Излучение активных областей на Солнце (§3.3) и космических гидроксильных мазеров (§5.5) бывает на 100% поляризовано по кругу.

Имеется ряд физических факторов, влияющих на состояние поляризации излучения. Так, суммарное синхротронное излучение источника с запутанным магнитным полем может обладать лишь небольшой степенью линейной поляризации, так как волны от разных частей источника, имеющие разные позиционные углы, складываясь, дают практически неполяризованное излучение.

Поляризация может меняться и во время распространения волны от источника к наблюдателю. Прохождение линейно поляризованного излучения сквозь среду, содержащую свободные электроны и магнитное поле, сопровождается фарадеевским вращением плоскости поляризации (из-за различия коэффициентов преломления n1, n2 и, для обыкновенной и необыкновенной волн, см. § 2.1). Угол поворота вектора поляризации на пути L волны частоты w определяется продольной компонентой H║ магнитного поля (параллельной лучу зрения) и числом электронов на единичной площади в направлении наблюдателя:

Здесь H║ выражается в микрогауссах; l — в парсеках; длина волны l — в метрах. Величина RM [рад/м2] – называется мерой вращения. Мера вращения очень велика в короне Солнца (где N ~ 108–1010 см–3, H ~ 1 Гс), там Dq достигает ~106 радиан. В межзвездной среде для удаленных радиоисточников (пульсары) мера вращения порядка десятков и сотен радиан.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Планеты соседи:

Хромосфера

News image

Обширная и очень яркая вспышка на Солнце, наблюдавшаяся 9 марта 19...

Солнечная активность

News image

Солнечная обсерватория SOHO зарегистрировала 4 января 2002...

Меркурий. Строение планеты

News image

С помощью Маринера-10 у Меркурия была обнаружена атмосфера. Дл...

Юпитер

News image

Общие сведения. Юпитер - пятая по расстоянию от Солнца и са...

В космосе...

Ученые объясняют красный цвет Марса сильными ветрами

News image

Ученые предложили новую гипотезу, объясняющую красный цвет Марса. По мнению исследователей, поверхность планеты приобрела характерный цвет из-за сильных ветров. О св...

Первые образцы межзвездной пыли

News image

Американский космический зонд Stardust доставил на Землю первые в истории образцы межзвездной космической пыли. Эта пыль является строительным материалом видимой Вс...

Приземление

News image

Приземление было поистине земным. Вчера ровно в 14.00 инженер дежурной бригады открыл люк марсолета . Обычным ключом - о...

Космический корабль Союз с экипажем 20-й экспедиции с

News image

Запуск состоялся в запланированное время с космодрома Байконур. Стыковка с Международной космической станцией запланирована на пятницу. На борту Союза н...

Авторизация



Новости космонавтики:

День сакэ

News image

Существуют основные ингредиенты сакэ, их не меняют, это высококачественная вода и отборный рис. Существуют определенные разновидности напитка, которые содержат в составе крахмал и сахар. Рисовое ...

Правильно пишем объявление

News image

Укажите причину продажи Очень многие посетители, когда просматривают бесплатные объявления, задаются вопросом, почему человек решил продать данную вещь? Может быть она сломана, плохо работает либо ...

Параметры антенн

News image

Покупки антенны недостаточно чтобы получить качественный прием. Её необходимо правильно собрать, установить, после чего ...

Скачать музыку

News image

Молодой и пока что малоизвестный композитор-итальянец недавно выложил в интернет свое новое видео. Это его сольное исполнение одной из версий произведения «Breath» с диска «Share ...