Estoy trabajando en algunas ecuaciones de transferencia radiativa y estoy luchando porque soy bastante nuevo en este campo. He leído sobre la función de fase de Rayleigh, que es:
Puedo trazar esta función y generar valores a partir de esta función en mi programa de computadora (que es lo que necesito hacer), pero ¿qué me dice realmente? Si sé que tengo un rayo de luz incidente en un cierto ángulo, ¿esta función me dirá en qué ángulo se dispersará? ¿O es más una generalización estadística donde las áreas donde la función es más alta son los ángulos en los que es más probable que ocurra la dispersión?
Además, cuando veo la función trazada, siempre es de 0 a 180, en lugar de 0 a 360, como esperaría para la dispersión. Esto me hace pensar que la función puede estar dando la diferencia entre el ángulo de entrada y el ángulo de salida en lugar del ángulo absoluto en el que se dispersa. ¿Es eso correcto?
No estoy seguro de por qué la palabra "fase" está en el nombre de esta función. La intensidad de la luz no polarizada dispersada por las partículas de Rayleigh en función del ángulo del detector es proporcional a esta función. Los científicos coloidales llaman a esta medida "Dispersión de luz estática", pero los científicos atmosféricos y otros pueden tener nombres diferentes para ella.
Puede obtener cierta intuición física para esta función imaginando una onda EM interactuando con un dispersor de puntos. Imagina barrer un detector en un círculo de un radio centrado en el dispersor, tal que la luz incidente está en el plano de este círculo. Luego, coloque un analizador (polarizador) frente al detector para detectar solo luz polarizada vertical u horizontalmente. Si la luz incidente tiene polarización vertical, es decir, polarización normal al plano del círculo, la amplitud (e intensidad) de la luz dispersada es isotrópica. Si la luz está polarizada horizontalmente, es decir (polarización en el plano del círculo), la intensidad detectada depende del ángulo de detección.
La convención es llamar grados el ángulo de la luz dispersada hacia adelante (también no dispersada). De esa manera, es el ángulo donde detectamos la luz retrodispersada, y y están justo entre esos dos "polos". Imagine una radiación polarizada horizontalmente interactuando con nuestro dispersor puntual. Esta polarización conduce a la máxima intensidad de dispersión en y , y mínimo de cero intensidad dispersada en (y ). Puedes usar la regla de la mano derecha y los productos escalares para convencerte de esto.
Deje que sus dedos apunten en la dirección de la polarización, y su pulgar apunte en , la dirección en la que se propaga el fotón disperso. Puede dejar que su pulgar apunte en cualquier dirección alrededor del círculo; imagine que su pulgar apunta hacia el detector, por lo que determina qué estás analizando. Si tus dedos están en el plano del círculo, estás mirando luz polarizada horizontalmente. Trate de poner sus dedos en el plano y apunte su pulgar hacia . Debe encontrar que sus dedos apuntan en una dirección ortogonal a la polarización horizontal de la luz incidente , lo que significa que ninguna de esas luces se dispersará en esta dirección. El término caracteriza esta dependencia angular de la polarización horizontal, y el El término establece la isotropía de la radiación polarizada verticalmente. Tenemos que agregar estos para la luz incidente no polarizada.
Esta dependencia general es cierta para soluciones diluidas de dispersores de Rayleigh o gases.
La medida de la intensidad proviene de contar una gran cantidad de fotones en cada ángulo. La función proviene de la óptica clásica/electromagnetismo. Sospecho que también podría derivarse de un tratamiento mecánico cuántico (QM) de fotones. QM puede ser más adecuado para determinar los "ángulos en los que es más probable que ocurra la dispersión", como usted dice, ya que pensamos que la imagen clásica es puramente determinista.
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