太阳光谱的连续偏振

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光学中的光的衍射与偏振

光学中的光的衍射与偏振

光学中的光的衍射与偏振在我们生活的这个五彩斑斓的世界里,光扮演着至关重要的角色。

从清晨第一缕阳光穿透云层,到夜晚璀璨的星光点缀夜空,光无处不在,影响着我们的生活和对世界的认知。

而在光学这一领域中,光的衍射和偏振是两个十分重要且有趣的现象。

先来说说光的衍射。

当光通过一个狭窄的缝隙或者绕过一个障碍物时,它不再沿着直线传播,而是会扩散开来,形成一系列明暗相间的条纹,这就是光的衍射现象。

你可以想象一下,一束光就像是一支整齐的队伍,当它们遇到一个狭窄的通道或者障碍物时,原本整齐的队列就被打乱了,队员们开始分散开来,形成了新的排列。

光的衍射现象在我们的日常生活中其实并不罕见。

比如,当我们在灯光下观察一根头发丝时,会发现它的影子边缘并不是清晰的直线,而是有一些模糊的明暗区域。

这就是因为灯光的光在经过头发丝时发生了衍射。

再比如,我们用肉眼直接观察遥远的恒星时,会发现它们看起来像是在闪烁。

这其实也是光的衍射在作祟。

由于地球大气层的不均匀性,光线在穿过大气层时会发生折射和衍射,导致我们看到的星光出现闪烁的效果。

在科学研究和技术应用中,光的衍射也有着广泛的用途。

在光学仪器的设计中,衍射现象是必须要考虑的因素。

例如,显微镜和望远镜的分辨率就受到衍射的限制。

为了提高这些仪器的性能,科学家们不断研究和改进技术,以减小衍射的影响。

此外,光的衍射还被用于制造衍射光栅。

衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件,它可以将入射光分解成不同波长的成分,从而实现光谱分析。

这种技术在化学、物理、天文学等领域都有着重要的应用。

接下来,咱们再聊聊光的偏振。

偏振是指光的振动方向具有一定的规律性。

普通的自然光,比如太阳光,其振动方向是随机分布的,没有特定的规律。

但是,当自然光通过某些特殊的材料或者经过特定的处理后,就可以变成偏振光,其振动方向会变得相对整齐。

想象一下,光就像是一群在操场上跑步的人,自然光中的“跑步者”们朝着各个方向乱跑,而偏振光中的“跑步者”们则都朝着同一个方向或者几个特定的方向跑。

毕业论文《偏振光的产生及其应用》

毕业论文《偏振光的产生及其应用》

摘要:随着偏振光技术的发展,其在生活中的应用也越来越广泛,该文通过对偏振光的分析,全面地介绍了偏振光的分类、产生方法及应用。

在偏振光产生的介绍中,分别介绍了线偏振光、椭圆偏振光、径向偏振光的产生方法,并利用电场矢量进行了具体分析。

最后介绍了偏振光在生活和研究中的应用。

关键字:光学;偏振光;双折射;应用;布儒斯特棱镜;振动The Production and the Application of Polarized LightZHU Zhao-yi,GUO Li-shuai(Electrical Engineering College,Longdong University,Qingyang 74500,Gansu)Abstract:With the development of the polarized light’s technology,it is used in the field more and more widely.Based on the analysis of the polarized light and comprehensively introduces the classification, the generation methods and application of polarized light. In the polarized light generated introduction, this paper introduces linearly polarized light, ellipse polarized light, radial polarized light generated methods, and uses electric field vector carryig on the concrete analysis. At last, the paper introduces the polarized light the application in life and studying.Key Words: optics;polarized light; the double refraction;application;brewster prism;vibration 1 引言光是一定波段范围的电磁波,是由于传播方向垂直的电场和磁场交替转换的振动形成的。

光的偏振和光的衍射

光的偏振和光的衍射
光的衍射:衍射现象在光谱分析、光学仪器设计等领域中有着广泛的应用,通过衍射可以研 究物质的结构和性质。
区别与联系:光的偏振和衍射在应用场景上存在一定的差异,但两者也有相互联系之处,例 如在光学干涉和衍射实验中,光的偏振状态会影响干涉和衍射现象的表现。
光的偏振与衍射都是光波的波动性质,它们之间存在密切的联系。 光的偏振状态可以影响衍射现象的发生和衍射方向的变化。 在特定条件下,光的偏振状态和衍射现象可以相互转换。 了解光的偏振与衍射的区别与联系有助于深入理解光波的传播和干涉等物理现象。
自然光:无偏振 方向,均匀分布
偏振光:具有特定 偏振方向,分为水 平偏振光和垂直偏 振光
部分偏振光:部 分光矢量具有偏 振方向,部分无
椭圆偏振光:光矢 量呈椭圆轨迹运动, 具有两个相互垂直 的偏振方向
摄影镜头防抖:利用偏振片消除或减小拍摄时因手抖引起的影像模糊
液晶显示:利用偏振片使液晶屏显示更加清晰
太阳镜:偏振太阳镜可以减少反射光和眩光,提高视觉舒适度
医疗检查:例如超声成像和核磁共振成像等医疗检查中,利用特定偏振光获取更准确的 信息
偏振光在自然界 的存在
偏振光在生活中 的应用
偏振光对人类生 活的影响
偏振光在科学实 验中的应用
光的衍射定义:光在传播过程中遇到障碍物时,发生偏离直线方向传播的现象。 衍射现象的分类:单缝衍射、圆孔衍射、多缝衍射等。 衍射现象的应用:光学仪器设计、光谱分析、天文学观察等。 光的衍射实验:通过实验观察光的衍射现象,了解其产生条件和特点。
光的偏振:光波在垂直于传播方向上的振动分量 光的衍射:光波绕过障碍物继续传播的现象 区别:偏振是光波的内在属性,而衍射是光波传播过程中的一种现象 联系:光的偏振和衍射在某些条件下可以相互转化

光的偏振与光的散射

光的偏振与光的散射

光的偏振与光的散射光是由电磁波组成的,而电磁波有许多的性质,其中包括光的偏振和光的散射。

在本文中,我们将探讨光的偏振和光的散射的原理和应用。

一、光的偏振光的偏振是指电磁波中的电场矢量在某一方向上振动的现象。

正常的自然光是不偏振的,即电场矢量在所有方向上都振动。

然而,当光通过某些材料或者经过特定的装置时,它的电场矢量就会被限制在某个特定的方向上振动,形成偏振光。

1.1 偏振光的产生偏振光可以通过自然光经过偏振片或偏振器来产生。

偏振片是由具有一定特性的材料制成的,可以选择性地传递或阻挡特定方向的电场振动。

当自然光经过偏振片时,只有与偏振片特定方向振动相同的电场分量能够透过,而垂直于该方向的分量将被阻挡,从而形成偏振光。

1.2 偏振光的应用由于偏振光具有特定的方向性,因此在许多领域都有广泛的应用。

在显微镜中,利用偏振片可以调节光的偏振状态,从而增加对样品的对比度和细节观察。

在液晶显示器中,利用偏振光的旋转特性来控制液晶分子的排列,实现显示效果的切换。

偏振光还在光学通信、偏振成像等领域发挥着重要的作用。

二、光的散射光的散射是指光在传播过程中遇到物质微粒或表面不平整等障碍物,使光的传播方向发生改变的现象。

光的散射可以分为弹性散射和非弹性散射。

2.1 弹性散射弹性散射是指光在与物质相互作用后,仅改变传播方向而不改变波长的现象。

其中,瑞利散射是一种常见的弹性散射现象,它是由于光与比光的波长大数倍的物体(如空气中的气体分子)相互作用而导致的。

瑞利散射使得夜晚的天空呈现出蓝色的原因,因为太阳光中的各种波长的光在大气中发生散射时,蓝色光的散射强度比其他颜色的光要强,所以我们才能看到蓝色的天空。

2.2 非弹性散射非弹性散射是指光与物质相互作用后,波长发生改变的现象。

拉曼散射是一种常见的非弹性散射现象,它产生于光与物质分子之间的相互作用。

在拉曼散射中,光子与物质分子发生相互作用后,能量的差别将导致散射光的频率发生变化,从而使得散射光的波长与入射光不同。

偏振

偏振

手提激光测距仪
手持式雷达 测速仪
二.激光的特点及其应用
3、亮度高:所谓亮度,是指垂直于光线平面 内单位面积上的发光功率,自然光源亮度最高的是 太阳,而目前的高功率激光器,亮度可达太阳的1 万倍. 应用:工业切割、焊接;医学“光刀”;利 用强激光产生的高压引发核聚变。
氧化熔化激光切割激ຫໍສະໝຸດ 核聚变三.全息照相 2

3 2
2
薄膜干涉的应用(二) ——增透膜
镀层 薄膜
在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当 薄膜的厚度适当时,在薄膜的两个表面上反射路程度恰好 等于半个波长,因而互相抵消,这就大大减小光的反射损 失,增强了透射光的强度,这种薄膜叫增透膜。
增透膜
由能量守恒可知,入射光总强度=反射光总强度+透 射光总强度。
激光全息图-根
彩色全息苹果图
三.全息照相
拍摄全息照片的基本光路 参考光 照相底片
物光 反射光 物 同一激光束被分成两束,参考光直接照到底 片上,物光也到达底片。两者干涉,在底片上形 成复杂的干涉条纹,各点的明暗程度反映了叠加 的加强和减弱的情形。
二.激光的特点及其应用
1、相干性:激光是一种人工产生的相干光. (相干光的条件:频率相同,相位差恒定,偏振 方向一致。) 相干性应用:光纤通讯、激光全息技术
没有光纤和激光器发明就不会有现在的如此 发达的互联网。
二.激光的特点及其应用
2、平行度非常好:从地面上发射的一束极细 的激光束,到达月球表面时,也只发散成直径lm 多的光斑,因此激光在地面上传播时,可以看成是 不发散的。 应用:测距、测速、信息存储和阅读
光的色散
1、光的色散 把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。

大气光学现象

大气光学现象

大气光学现象大气光学现象1.晴空日偏振:太阳光通过晴空中充满气体、悬浮颗粒物和液滴等大气组分时,大气上的电磁场会使太阳光电磁场向一定方向偏振,在此基础之上,随着太阳的高度变化,偏振程度也会发生变化,,早晚高度较低时,太阳光偏振度较大,而正午时高度较高,太阳光偏振度基本为零。

2.夕阳西斜:当太阳高度及其橙红光谱差较小时,因地球自转让太阳看上去慢慢逆时针移动,所以昼夜的景象在球面的北半球呈现一个定位的现象,即中午太阳正好当头,傍晚时太阳西斜。

而当太阳高度及其橙红光谱差较大时,太阳的看似移动却并非真的移动,只不过是大气的折射使其视角有了变化,让人看到的是太阳显得移动,那就是傍晚太阳出现在离正西方向更远的地方,画出两条不同的夕阳照常线。

3.霞光:霞光是人们熟知的自然现象,它是一种天空上的微弱持久性光现象,主要由阳光反射和地表的受热而产生。

在大气中,首先是太阳光穿透过内层的云层,由于云层只吸收红外线而允许一部分蓝光穿过,而其次云层内部和云层外部则会被粒子散射,其结果就是将对望者发现大气上出现弥漫的霞光景象。

4.青色光:当太阳光在大气中穿行时,不仅会经历散射,还会发生折射现象,而太阳光在较高空层中部分红光被吸收,那么这种空层既吸收红光又折射蓝光,最终输出的太阳光就是一种淡蓝色的青色光。

如果观察者的位置正好处于低空层,而上层有强烈的青色光则可以看到高空现象,就是青色光,是由大气粒子、气体交互反应而产生的一种彩色大气现象。

5.落日:落日是大气光学现象中最具代表性的一种,是当太阳低于地平线之后,出现的一种橙色的大气光谱现象,太阳落下的最后几分钟光线被空气和气溶胶反射扩散,光线伤变得蓝色和白色混合,到最后,红色的太阳光因为大气的紫外线的折射以及散射而可以挤到视界,从而形成一个巨大的橙色太阳,在这期间,太阳圆形和上下的光线会随着时间的改变而周边变暗随着落日势要消失。

22人教版高中物理新教材选择性必修第一册--第6节 光的偏振 激光

22人教版高中物理新教材选择性必修第一册--第6节 光的偏振 激光

第6节光的偏振激光课标解读课标要求素养要求1.观察光的偏振现象,知道其产生的原因,知道其在生产生活中的应用。

2.知道光是横波。

3.通过实验,了解激光的特性。

能举例说明激光技术在生产生活中的应用。

1.物理观念:通过实验,认识偏振现象,知道只有横波才有偏振现象;了解激光的特点。

2.科学态度与责任:了解偏振光和自然光的区别,能列举实例阐述激光的三个特性。

自主学习·必备知识教材研习教材原句要点一偏振现象不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的,这个现象称为“偏振现象”①。

要点二激光1960年,美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致②的光波,这就是激光。

自主思考①(1)自然光和偏振光的主要区别是什么?(2)自然光经水面反射的光一定是偏振光吗?答案:提示(1)在垂直于传播方向的平面内,自然光沿一切方向振动,偏振光沿某一特定方向振动。

(2)自然光经水面反射和折射的光都是偏振光。

②(1)利用激光测量地球到月球的距离,应用了激光哪方面的特点?(2)什么是激光的“纯净”性?这一性质有何作用?答案:提示(1)应用了激光平行度好的特点。

(2)“纯净”性是指频率、相位、偏振以及传播方向等性质完全相同。

利用这个特点,双缝干涉实验和衍射实验用激光比用自然光更容易完成。

可以用来传递信息。

名师点睛1.光的偏振现象说明光波属于横波。

2.太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。

这种光是自然光。

3.光在垂直于传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动。

这种光叫作偏振光。

4.激光可以进行光纤通信是利用了激光纯净的特性。

互动探究·关键能力探究点一光的偏振情境探究1.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼,严重影响行车安全。

根据你所学的物理知识,能不能提出一种解决方法?答案:提示将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,这样自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中,而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。

光的偏振和光谱分析

光的偏振和光谱分析

光的偏振和光谱分析光是人类生活中十分重要的一种物理现象,它不仅在我们日常生活中扮演着重要的角色,还在科学研究中具有广泛的应用。

其中,光的偏振和光谱分析是光学中的两个重要概念。

本文将对光的偏振和光谱分析进行深入探讨,并介绍它们的原理、应用以及相关技术。

一、光的偏振1. 原理与特点光的偏振是指光波在传播过程中振动方向的特性。

正常情况下,光波的振动方向在各个方向上均匀分布,称为自然光。

而偏振光是指光波的振动方向在某个特定平面内的光波,其具有振动方向集中的特点。

2. 光的偏振现象光的偏振现象存在于许多光学现象中。

例如,透过偏振片的自然光,会发生部分光线被偏振片吸收或透射的现象。

在大自然中,例如阳光经过大气层的散射,会发生偏振现象,表现为颜色的变化。

3. 应用领域光的偏振在许多实际应用中起到重要作用。

例如,在液晶显示器中,通过控制电场来改变液晶分子的取向,实现光的偏振状态的改变,从而显示不同的图像。

此外,光的偏振还广泛应用于光学传感器、激光技术、光通信等领域。

二、光谱分析1. 原理与分类光谱分析是通过分析光的频谱特征来研究物质的一种方法。

光谱分析可以分为两大类:连续谱和线谱。

连续谱是指光波在频谱上连续分布的现象,例如,太阳光就是一种连续谱。

线谱是指光波在频谱上只出现某些特定波长的现象,例如,氢原子发射光谱就是一种线谱。

2. 谱仪的原理与应用光谱分析中使用的主要设备是谱仪,它能够将复杂的光信号分解成不同波长的光谱。

常见的谱仪有分光计、光谱仪和质谱仪等。

谱仪通过将光分散成不同波长的光线,并使用探测器对各个波长的光强进行检测,从而得到光谱图像并进行分析。

3. 应用领域光谱分析在许多领域都有广泛的应用。

例如,在天文学中,通过观测宇宙中的天体光谱,可以了解宇宙的组成和演化过程。

在化学分析中,光谱分析可以用于分析物质的成分和结构。

此外,光谱分析还在医学和环境监测中具有重要作用。

结语光的偏振和光谱分析是光学领域中的两个重要概念。

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太阳光谱的连续偏振(加主页资料扣扣免财富值)摘要:我们提出一个由可见太阳光谱中的辐射散射引起的连续偏振的理论研究。

比较了来自九个不同的太阳模型大气的结果。

断定了中心—边缘变化(CLV)以及依赖于连续偏振的波长,并且确定了模型大气依赖的来源。

关键的物理量是散射系数和偏振形成层的温度梯度。

这里发展了可见光每个波长的接近理论连续偏振CLV的一个简单解析函数。

假设产生偏振的散射层光学性地稀薄,并位于连续强度的形成层,然后建立在第一近似值上。

解析函数的应用范围从偏振规模有用的零电平测定到使用经验性的中心—边缘曲线来约束太阳模型大气的诊断工作。

1.简介最近的观察显示了太阳结构丰富的偏振,被称为“第二个太阳光谱”,因为它与普通未极化的强度谱没有丝毫相似之处,因此包含至少部分互补信息。

这个结构是由于来自连续介质和线条同样重要的混合影响。

连续谱通过辐射散射获得线性极化,主要是来自中性氢的瑞利散射和自由电子的汤森散射在。

谱线的极化是由于原子束缚跃迁的相干散射引起的,并且由普遍存在的磁场而发生改变。

为了充分理解涉及到的不同的物理过程,我们需要解决它们。

在本文中我们从连续谱开始。

除了更好地理解物理学,这样一个研究在限制太阳模型大气和决策观测的极化规模零水平上很有用处。

利用太阳模型大气,输入通过数值解决偏振辐射的传输方程来获得的连续介质极化。

不同的模型大气给出了不同程度的极化。

因此和实验数据的比较可以使我们在几个太阳大气模型中进行选择。

这种从4500Å到8000Å对于连续介质窗口的具有10-5的偏振灵敏度的观测在计划中但尚未提供。

对于具有汉勒效应的湍流磁场的诊断,需要精确知道真正的极化规模的零水平。

汉勒效应,一个发生在当前磁场中的相干散射的相干现象在,导致了谱线核心的去极化。

由于谱线和连续介质的极化通常是同一个数量级的,因此不能使用连续水平作为线性极化的参考。

真正的极化零水平必须作为参考。

由于仪器影响,真正的极化规模的零水平不具备足够的精度。

然而,从理论思考中了解连续介质的极化程度,观察中的零水平可以确定。

在第二节中我们将描述相关的物理理论,数值技术和太阳模型大气的使用。

在第三节中给出了两个计算机代码的测试。

在第四节中我们通过阐述吸收,散射系数和温度梯度的角色,加强了对有关数量物理性的深刻理解。

这是特别重要的是要知道连续介质极化形成层,因为它通常被假定位于连续介质强度形成层的上面。

我们将说明这两层实际上是重叠的。

最后,在第五节中,用以描述整个可见光谱范围连续介质极化的中心—边缘变化(CLV)的一个简单解析表达式被推导出并与理论数据作了拟合,提供整套计算极化值的一个便捷的近似算法表示。

2.理论方法2.1.相关物理过程为了定量描述辐射传输,物理过程必须被理解。

传统上的区别是由纯吸收和散射之间产生的。

这里我们关注导致连续谱的流程。

辐射场能量的纯吸收部分转换成气体的动能,从而被热化。

作为第一次被Wildt 提出的,氢阴离子H−主宰了太阳光球中的连续介质吸收,也就是可见的连续介质形成的位置。

我们计算机代码中的散射系数包含自由电子的汤姆逊散射和中性氢的瑞利散射两者的联合效应,前者独立于波长,后者遵循众所周知的λ−4定律。

两个流程是一致的。

在散射过程中入射的,各向异性的辐射场被极化。

各向异性是散射偏振必备的先决条件,主要是强度CLV的结果,即临边昏暗。

2.2.偏振辐射传输问题的公式化我们考虑一个具有平行平面,静态,均匀层的大气。

磁场没有包括在计算之内。

极化辐射场通过四个斯托克斯参数I,Q,U,V来描述,例如在Stenflo的结论中定义。

如果我们选择坐标系,如斯托克斯参数Q代表关于平行方向到最近的太阳边缘的线性极化,上述假设说明斯托克斯参数U和V在本质上是零:由此,我们可以将斯托克斯参数U和V从我们的考虑中排除,并定义斯托克斯向量为我们引入μ=cosθ,这里θ是表面法线方向和视线的夹角。

光学深度被定义为z为几何高度,κc连续介质吸收系数,σc为散射系数。

缺乏磁场时的偏振辐射传输通过方程描述为总源函数为(5)式中的第一项,与纯吸收相关,通过普朗克函数B v决定,如下(5)式中的第二项包含所有于散射相关的辐射源,可以被写为这里μ´代表在微元立体角dΩ´内的入射辐射方向。

P R为瑞利位相矩阵,它控制着角相关的瑞利散射和汤姆逊散射。

由下式给出E11表示唯一非零元素E11=1的矩阵,代表非极化的各项同性的散射,而矩阵P2控制着线性极化散射并由下式给出2.3.数值方法计算机代码的结构如下:最重要的输入是太阳模型大气。

第一步,在忽略偏振的情况下计算吸收和散射系数,κc和σc。

这通过是用Carlsson的代码MULTI,在非长期演进技术的基础上解决氢辐射传输问题。

在MULTI中κc和σc通过Gustafsson 的不透明程序包获得,将非长期演进技术考虑在内。

第二步包括是用先前计算得到的κc和σc解决偏振传输方程(4)。

对于(4)式的解决方法,使用了一个标准技术,也就是所谓的辐射传输方法。

辐射传输方法的思想是以限制于两个边界条件的二阶微分方程体系的形式写下每个深度点的传输方程,分别位于大气的顶部和底部。

积分通过高斯求积和微分的不同公式近似,这可以得到一系列仍未解决的块方程组结构的线性方程。

辐射传输方法详尽的描述由Mihalas给出。

下面是使用的边界条件:没有辐射从顶部进入大气,而在大气底部应用了扩散近似法。

2.4.考虑的太阳模型大气我们考虑的九太阳模型大气用缩写来标签。

脚注的数字表明当大气模型从最热过渡到最冷的大气的时候,如图1所示,给出了温度,它作为几何高度的函数。

3.计算机代码的检验我们已经执行了两个测试以检查计算机代码。

,第一个检验,在3.1节中讨论,包括计算一个特殊的情况下,也就是一个理想的散射大气。

第二次检验,连续介质强度理论和观察的CLV在3.2节中比较。

3.1.纯散射大气Chandrasekhar已经推导出辐射平衡时纯粹的散射大气情况下传输方程的精确解,其中角相关的散射由瑞利位相矩阵(8)控制。

纯散射指的是一种具有恒净通量的守恒大气,其中不透明是由散射引起的,所以没有纯吸收发生。

斯托克斯参数I/I center,这里I center表示光盘中心的强度,大气顶部的连续介质辐射场成分Q/I被证明是独立于频率和所有的热力学性质的,因为在辐射场和气体之间缺乏热耦合。

我们已经利用下面的方式在计算中获得了一个纯粹的散射大气:散射系数被人为地重新定义为原始的κc和σc之和,而吸收系数设定等于零。

在这些重定义之后大气不再是均一的。

然而,Chandrasekhar的解决方案应该是与依赖于温度、密度和压力的深度无关的。

所有太阳模型大气对于所有考虑在内的波长,从4000Å到8000Å,极化和强度的中心—边缘变化确实呈现处相同的情况。

此外,这些曲线正好再现了精确解,见图2。

这证明了散射一直在代码中正确地运行。

3.2.与观测临边昏暗的比较很多观测者已经测量了太阳临边昏暗。

强度的CLV曲线由此获得,然后拟合到合适的分析函数或临边昏暗规则中,它通常含有多达五个拟合参数。

一般来说这些参数取决于波长。

通过计算与观测的CLVs的比较,我们选择了Neckel给定的解析临边昏暗法则L4(μ)。

它不是声称函数L4(μ)代表太阳,但它预计能最好地描述平均太阳。

由于临边昏暗可变性,任何新的测量会与这个表达式有所不同。

同样的,我们的计算完美地复制它也是不可能的。

然而我们期望平静的太阳模型计算得到的临边昏暗与经验数据很好地吻合。

图3给出了两个不同波长下FALC5的临边昏暗的观察值(实线)与计算值的比较(注意,MACKKL6与FALC5呈现处相同的结果)。

右边的图代表的在考虑的光谱范围内最糟糕的情况。

将利用Neckel法则的太阳实际CLV中的自然变化考虑存在内,我们可以得出结论,安静太阳的临边昏暗在我们的代码中得到了很好的再现。

4.连续介质偏振的情况我们应用了2.4节中引入的在九种不同模型大气的计算机代码。

在描述了连续介质极化结果之后,我们确定了波长依赖和不同模型大气之间差异的原因。

散射系数和温度梯度被证明是最重要的物理量。

图4给出了计算的不同模型大气的连续介质极化,作为μ和波长的函数。

我们可以总结得到最重要的结果:—CLV主要由简单的几何学决定,因为瑞利和汤姆逊散射作为偶极散射。

由于轴向对称散射,对于所有的模型,偏振在光盘中心消失。

—随着波长的增加,偏振降低的很快。

主要是因为波长依赖于瑞利散射。

在4.1.2节中我们将会给出由于波长依赖的普朗克函数造成的进一步影响。

—在模型组的每一个模型,对于较热的大气,偏振较小。

—对于没有色球层的两个模型大气AYCOOL8和AND9,偏振与其它模型大气相似。

因此色球层对于偏振的形成看起来并不非常重要。

AYFLUXT1和AYP2是这种规则的例外情况并且对色球层具有较小的影响,在4.2节中将会给出。

—两个平均太阳模型大气,FALC5和MACKKL6,只有在色球层的上部才显著不同。

然而,它们的偏振几乎是相同的,这再一次证明上部色球层的低相关性。

4.1.波长相关性该部分致力于波长相关的连续介质极化的定性研究。

基本点在图5中总结。

下面的结果对所有模型都是有效的。

下面的讨论分为两个部分,对应于两个最重要的物理量,即散射系数和温度梯度。

4.1.1. 散射系数在4000Å和8000Å之间散射系数在光球中降低了大约10倍,见图5中的面板b和e。

波长依赖的散射系数来自瑞利散射。

较小的散射系数引起单位体积较小数量的散射过程,因此导致较低的极化。

此外,4000Å和6000Å之间σc的差异比6000Å和8000Å之间要大,它通过较小波长时偏振的迅速下降很好地反映出来。

4.1.2. 温度梯度温度梯度是直接对临边昏暗造成影响的。

图5的面板c和f给出了斯托克斯参数Q 的影响函数达到最大值时的大气高度下的强度的CLV。

在这样的高度,波长和模型都与之相关,临边昏暗与偏振形成最为相关。

这在大气层的顶端将不是真的,因为斯托克斯参数I和Q的形成高度会重叠。

临边昏暗范围越大,辐射场的各向异性越明显,产生的偏振就越强烈。

图5清楚地表明昏暗范围随着波长的增大而降低。

这增强了散射系数在较大波长时产生较小偏振的影响。

很有趣地指出波长与临边昏暗相关的事实至少可以部分地通过普朗克函数的属性来解释,如同S.K.Solanki向我们指出的那样。

为简单起见,我们假设吸收系数是独立于波长的,并且连续介质强度是黑体辐射。

我们考虑普朗克函数Bλ并利用T1> T2修正两个温度T1和T2。

两个普朗克函数之间的比率,一个在温度T1,另一个在T2,如下给出它有渐进值若T1> T2,比值bλ是波长的单调递减函数,如图5的面板d所示,这里bλ在光球的两个典型温度上绘制。

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