Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, страница 5

Термин «параллельная поляризация» означает, что вектор электрической напряженности излучения параллелен плоскости, содержащей падающие, отраженные и преломленные лучи (и нормаль к границе сред), а термин «перпендикулярная поляризация» — что этот вектор перпендикулярен к указанной плоскости. Но наряду с этими терминами используются также (в частности, при описании микроволновых систем) термины «горизонтальная поляризация» и «вертикальная поляризация».

Теперь, определившись с терминологией, мы можем заняться выводом формул для нахождения коэффициентов отражения и пропускания. Их можно вычислить с использованием значений импеданса Z1 и Z2 двух сред из решения уравнений Максвелла на граничной поверхности:

Уравнения (3.12) в полной форме приобретают довольно сложный вид, если обе среды обладают достаточно большими коэффициентами поглощения (в этом случае приходится использовать комплексное представление коэффициентов преломления). Но во многих важных для практики случаях можно считать коэффициент преломления среды 1 равным единице (вакуум или с достаточной точностью воздух). Если среда 2 поглощает, то выражения для коэффициентов отражения Френеля для немагнитной среды имеют следующий вид:

Заметим, что при вычислении этих выражений придется в общем случае использовать комплексные числа. Если n = 1 для среды 1, а среда 2 не поглощает, то формулы коэффициентов отражения приобретают вид:

Из уравнения (3.33.2) следует, что _________, когда _____ принимает значение__________, определяемое соотношением:

(3.34)

Величина ______ называется углом Брюстера. Поляризованное параллельно (вертикально) излучение, падающее на поверхность под углом Брюстера, не может быть отражено, а полностью проникает в среду. Следовательно, можно заключить, что произвольно поляризованное излучение, падающее под некоторым углом на границу между двумя средами, после отражения будет частично поляризованным, а если оно падает под углом Брюстера, то оно будет полностью плоскополяризованным. Этот факт подтверждает сделанное в п. 2.2 замечание о том, что степень поляризации изменяется после отражения.

3.3. Рассеяние шероховатой поверхностью

Рассеяние (отражение) излучения земной поверхностью является фундаментальным процессом для большинства систем дистанционного зондирования.

3.3.1. Основные понятия о рассеянии поверхностью

На рис. 3.8 показан параллельный пучок излучения с плотностью потока F, измеряемой в плоскости, перпендикулярной к направлению пучка.

Излучение падает на поверхность под углом . Его обычно называют углом падения, а дополнение к нему___________ - углом наклона. Отраженная часть падающего излучения образует пучок с телесным углом _______, направленный под углом _____ Чтобы не загромождать рис. 3.8, на нем не показаны соответствующие азимутальные углы ____ и _____.