Параметры Стокса

Основная статья: Параметры Стокса

Изображение поляризации языком параметров Стокса на сфере Пуанкаре

Для описания поляризации плоской монохроматической волны достаточно трёх параметров, например полудлин сторон прямоугольника, в который вписан эллипс поляризации , и разностью фаз , либо полуосей эллипса , и углa между осью и большой осью эллипса. Стоксом было предложено альтернативное описание поляризации с помощью четырёх параметров, получивших его имя.

,

,

,

.

Независимыми являются только три из них, ибо справедливо тождество:

.

Используя вспомогательный угол , определяемый выражением (знак соответствует левой, а — правой поляризации^[4]), то можно получить следующие выражения для параметров Стокса:

,

,

.

На основе этих формул можно характеризовать поляризацию световой волны наглядным геометрическим способом. При этом параметры Стокса , , интерпретируются, как декартовы координаты точки, лежащей на поверхности сферы радиуса . Углы и имеют смысл сферических угловых координат этой точки. Такое геометрическое представление предложил Пуанкаре ^{[ уточнить ]}, поэтому эта сфера называется сферой Пуанкаре. В математике этой модели соответствует сфера Римана, в других разделах физики — сфера Блоха.

Наряду с , , используют также нормированные параметры Стокса , , . Для поляризованного света .

s - и p -поляризации волн

Подробнее смотрите Формулы Френеля.

В оптике и электродинамике s -поляризованная волна (сравните нем. senkrecht — перпендикулярный) имеет вектор электрического поля E, перпендикулярный плоскости падения. s -поляризованную волну также называют σ -поляризованной, сагиттально поляризованной, волной E-типа^[5], TE-волной (Transverse Electric)^[6]. p -поляризованная волна (сравните лат. parallel — параллельный) имеет вектор электрического поля E, параллельный плоскости падения. p -поляризованную волну также называют π -поляризованной, поляризованной в плоскости падения, волной H-типа^[5], TM-волной (Transverse Magnetic)^[6].

Термины TM-волна и TE-волна в работах ряда авторов^[7][8] меняются местами. Дело в том, что классически плоская граница предполагает однородность структуры в двух направлениях. В этом случае определяют плоскость падения и перпендикулярность напряженностей по отношению к ней. Разделение электромагнитного поля на два несвязанных решения возможно в более общем случае структуры, однородной в одном направлении. В этом случае удобно определять перпендикулярность напряжённостей по отношению к направлению однородности^[7]. Распространение последнего определения на частный классический случай приводит к тому, что напряженность, перпендикулярная к направлению однородности, оказывается в плоскости падения. Отмечается, что в случае металлической поверхности существенны только волны с электрической напряженностью, перпендикулярной к границе металла^[7]. Такие волны также удобнее называть TE-волнами. Термины TM и TE связаны также с обозначением поперечных мод в лазерном резонаторе или волноводе.

В сейсмологии p -волна (от англ. primary — первичный) — продольная волна, приходящая от эпицентра землетрясения первой. s -волна (от англ. secondary — вторичный) — поперечная волна (shear wave), имеющая меньшую скорость распространения, чем продольная, и поэтому приходящая от эпицентра позднее.

Поиск по сайту: