Поляризация рассеянного света

Наконец, сопоставим третью характеристику рассеянного света - угловое распределение поляризации при молекулярном и аэрозольном рассеянии.

Степенью поляризации называется отношение интенсивности поляризованной части рассеянного света к общей интенсивности света, рассеянного в данном направлении. По теории Рэлея степень поляризации зависит только от угла рассеяния 0θ и выражается формулой

(2.3)

Снова обратимся к рис. 2.2. Внешние кривые на рисунке - индикатрисы рассеяния. Внутренние кривые отделяют поляризованный рассеянный свет (заштрихован) от неполяризованного. Определим, например, степень поляризации света, рассеянного под углом θ. Длина радиуса-вектора от центра диаграммы О до точки В индикатрисы ОВ представляет собой общую интенсивность света, рассеянного в этом направлении (под углом θ). Она складывается из двух долей: отрезка радиуса-вектора, лежащего в поляризованном свете, АВ, и отрезка OA, лежащего в неполяризованном свете. По определению, степень поляризации

(2.4)

Рассмотрим сначала угловое распределение степени поляризации при молекулярном рассеянии (рис. 2.2 а).

Полная поляризация рассеяния света, при которой степень поляризации равна 100%, имеет место под углами рассеяния 90 и 270°. В этих направлениях весь радиус-вектор лежит в поляризованном свете. Под углами рассеяния 0 и 180° степень поляризации равна 0% (весь радиус- вектор лежит в неполяризованной части индикатрис). В остальных направлениях имеет место частичная поляризация, при которой степень поляризации больше 0, но меньше 100%.

При рассеянии на крупных частицах, как это видно из рис. 2.2 б, в, г, д, внутренняя кривая всюду разомкнута. Это означает, что нет такого направления, в котором рассеянный свет был бы полностью поляризован. С увеличением размера рассеивающих частиц степень поляризации во всех направлениях уменьшается (уменьшается заштрихованная часть индикатрисы рассеяния.

Есть и другие отличия поляризационных характеристик молекулярного и аэрозольного рассеяний.

Как степень поляризации рассеянного света, так и ее угловое распределение оказываются весьма чувствительными к изменению размера рассеивающих частиц. Эти их свойства используются в ряде прикладных методов исследования различных аэрозольных сред в промышленности и в косвенных и прямых методах исследования атмосферы с поверхности Земли и из космоса.