Параметры Стокса. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Параметры Стокса - параметры, используемые для описания состояния поляризации эл--магн. волн. Введены Дж. Г. Стоксом (G. G. Stokes) в 1852.

Идеальная плоская монохроматич. волна в общем случае поляризована эллиптически. Состояние её поляризации обычно описывают, задавая направление колебаний электрич. поля. Если волна распространяется перпендикулярно плоскости рисунка в направлении от нас (ось Oz), a

- угол между большой осью эллипса и осью Оу, r - единичный вектор по оси Ох, l - единичный вектор по оси Оу, то электрич. поле волны можно записать в виде

, где Е_T и Е_l - комплексные амплитуды,

, E_l =

. Здесь

и а; - амплитуды соответствующих колебаний, а

- их фазовые сдвиги. Реально измеряются величины

- разность фаз колебаний по осям l и r. Вдоль большой и малой осей эллипса введём единичные векторы р и q и представим поле Е в виде:

где

- фазовый угол,

- длины большой и малой осей эллипса, величина а² характеризует интенсивность пучка. Отношение осей эллипса - степень эллиптичности пучка - задаётся

. Описать эллиптически поляризованную волну можно с помощью разл. групп четырёх параметров. Это либо

, либо а_r, a_l,, либо

каждая из этих групп легко выражается через другую.

Однако использование любой группы параметров для характеристики поляризации излучения неудобно, в частности трудности возникают при сложении пучков.

Состояние поляризации светового пучка удобно описывать с помощью параметров Стокса, к-рые определяются ф-лами

Параметры Стокса представляют собой столбец-вектор:

Параметры Стокса можно записать также в виде строки {S₁S₂S₃S₄}. С точностью до пост. множителя эти величины имеют размерность интенсивности света, т. е. подобны Пойнтинга вектору . Параметры Стокса содержат полную информацию об интенсивности, степени и форме поляризации пучка. Для плоской волны параметры Стокса легко представить через геом. характеристики:

В этом случае независимых параметров только три, т. к. .С помощью предыдущих ф-л т.к.

по параметрам Стокса плоской волны легко определить величины, задающие направление колебаний Е по осям l и r или р или q, т. е. восстановить поле.

Реальный световой пучок представляет собой суперпозицию огромного числа независимых мод поля излучения, быстро сменяющих друг друга со случайными фазами и направлениями колебаний. Параметры Стокса суммарного пучка равны суммам параметрам Стокса отд. пучков:

Это свойство параметров Стокса используется в оптике. Первый параметр Стокса - это интенсивность света. Часто применяются нормированные параметры Стокса,

, т. к. они безразмерные величины

. Если а_r = 0, то свет поляризован горизонтально и его нормированные параметры Стокса равны (1,1, 0,0). Если а_l = а_r и

=0, свет поляризован под углом 45° (1, 0, 1, 0) и т. д. Для неполяризов. света S₂ = S₃ = S₄ = 0. Все параметры реального пучка нетрудно определить с помощью анализатора и четвертьволновой пластинки. Существуют уже сосчитанные параметры Стокса для разных форм поляризации света [3]. При любом линейном оптич. процессе (рассеянии, отражении, преломлении на к--л. поверхности) параметры Стокса падающего пучка

линейно преобразуются в параметры Стокса вышедшего пучка S_i с помощью Мюллера матрицы

Литература по параметрам Стокса

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.