Transferencia radiactiva vectorial

En espectroscopia y radiometría , la transferencia radiativa vectorial (TRV) es un método para modelar la propagación de radiación electromagnética polarizada en medios de baja densidad. A diferencia de la transferencia radiativa escalar (TR), que modela únicamente la primera componente de Stokes (la intensidad), la TRV modela las cuatro componentes mediante métodos vectoriales .

Para una sola frecuencia,${\displaystyle \nu }$La ecuación VRT para un medio dispersor se puede escribir de la siguiente manera:

$${\displaystyle {\frac {d}{ds}}{\vec {I}}({\hat {n}},\nu )=-\mathbf {K} {\vec {I}}+{\vec {a}}B(\nu ,T)+\int _{4\pi }\mathbf {Z} ({\hat {n}},{\hat {n}}',\nu )\,{\vec {I}}\,d{\sombrero {n}}'}$$

donde s es el camino,${\displaystyle {\hat {n}}}$es el vector de propagación, K es la matriz de extinción,${\displaystyle {\vec {a}}}$es el vector de absorción, B es la función de Planck y Z es la matriz de fase de dispersión.

Todas las matrices de coeficientes, K ,${\displaystyle {\vec {a}}}$y Z , variará dependiendo de la densidad de absorbentes/dispersores presentes y debe calcularse a partir de sus cantidades independientes de la densidad, es decir, el vector del coeficiente de atenuación ,${\displaystyle {\vec {a}}}$Se calcula a partir del vector del coeficiente de absorción de masa multiplicado por la densidad del absorbedor. Además, es típico que los medios presenten múltiples especies que causan extinción, absorción y dispersión; por lo tanto, estas matrices de coeficientes deben sumarse para todas las especies diferentes.

La extinción es causada tanto por la simple absorción como por la dispersión fuera de la línea de visión,${\displaystyle {\hat {n}}}$Por lo tanto , calculamos la matriz de extinción a partir de la combinación del vector de absorción y la matriz de fase de dispersión:

$${\displaystyle \mathbf {K} ({\hat {n}},\nu )={\vec {a}}(\nu )\mathbf {I} +\int _{4\pi }\mathbf {Z} ({\hat {n}}^{\prime },{\hat {n}},\nu )\,d{\hat {n}}'}$$

donde I es la matriz identidad.

El vector de radiación de cuatro componentes,${\displaystyle {\vec {I}}=(I,Q,U,V)}$donde I , Q , U y V son los elementos primero a cuarto de los parámetros de Stokes , respectivamente, describen completamente el estado de polarización de la radiación electromagnética. Es esta naturaleza vectorial la que complica considerablemente la ecuación. La absorción será diferente para cada uno de los cuatro componentes; además, cuando la radiación se dispersa, puede haber una transferencia compleja entre los diferentes componentes de Stokes (véase mezcla de polarización) ; por lo tanto, la función de fase de dispersión tiene 4×4=16 componentes. Es, de hecho, un tensor de rango dos .