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 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 . Длина радиуса-вектора от центра диаграммы О до точки В индикатрисы ОВ представляет собой общую интенсивность света, рассеянного в этом направлении (под углом ). Она складывается из двух долей: отрезка радиуса-вектора, лежащего в поляризованном свете, АВ, и отрезка ОА, лежащего в неполяризованном свете. По определению, степень поляризации
(2.4) |
Рассмотрим сначала угловое распределение степени поляризации при молекулярном рассеянии (рис. 2.2а).
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.