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:

Открытие спутника

News image

22 июня 1978 г. Дж. У. Кристи из Морской обсерватории в ...

Строение Солнца

News image

ЯДРО - где температура в центре равна 27 м...

Юпитер

News image

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

Солнечная атмосфера

News image

Вся солнечная атмосфера постоянно колеблется. В ней распространяются как ...

В космосе...

Огненный шар при всплеске гамма-излучения

News image

Изображение (Космический телескоп Хаббл ) ослабевающего огненного шара, который возник в результате одного из наиболее таинственных явлений Вселенной - вспл...

Жюль Верн заправил МКС топливом на орбите

News image

Автоматический грузовой корабль Жюль Верн произвел дозаправку МКС топливом на орбите. Жюль Верн стал первым космическим ап...

Следы недавних вулканических извержений на Меркурии

News image

Астрономы обнаружили очередные доказательства недавнего вулканического прошлого Меркурия. Свои результаты они представили на съезде Американского геологического общества в Портленде, а кр...

Мой взгляд на космические журналы. Космонавт У Цзе о «Н

News image

Уже достаточно давно у меня сформировалось определенное отношение к космическим журналам. В 1997 г. я приехал учиться в российский Центр по...

Авторизация



Новости космонавтики:

Коррекция прикуса у детей: возможности с

News image

Здоровые зубы - это не просто важно, а обязательно. Проблем с зубами существует достаточно много, и практически каждая из них не отличается легкостью в лечении. ...

Работа помощник бурильщика эрбс и что с

News image

Газонефтяные залежи можно отыскать как на суше, так и под морским дном. В зависимости от объемов сырья привлекается различное число тяжелой техники и масштаб подготовки ...

Металлолом цена черный

News image

Черный металл - мы обычно понимаем под этим термином. Он постоянно перерабатывается и используется везде и всюду. Человек не знает жизни без металла и активно добывает окаменелости же...

Нержавейка цена за 1 кг

News image

Если в составе стали присутствует никель и легированной хромом тогда металл получает высокую стойкость к негативным факторам. Сплав сохраняет свою прочность и остальные свойства. Поэтому ме...