实测天体物理讲义（刘学富）观测天体物理学5.pdfVIP

第五章天体偏振测量 光度和分光测量是测量天体辐射的强度和研究 天体辐射强度随波长的变化，可得到许多重要的天 体物理信息，如运动、强度、温度、金属丰度等， 所以它们是实测天体物理中最基本的方法。 但仅这两种方法还不能详尽了解天体辐射的信 息，这是因为除了强度和频率特征外，电磁辐射 还有一重要的偏振特性(Polarization) 。 月面反射太阳光是部分偏振的，大多数恒星的辐 射也是部分偏振的，目前对恒星、星云、活动星 系核和类星体已可以进行偏振的观测和研究。 §5.1 基本概念 波振面 振动面 偏振面 波前平面 E(t) 当沿波传播方向观看 时，在波振面内，电磁 S (z) 波振动矢量(用电矢量E) × 的端点沿确定轨迹运动 顺传播方向看(射电) 的现象——偏振。 迎(沿)传播方向看(光学) ● 线偏振波—— 电矢量振动限于某一固定方向； 完全 圆偏振波—— 电矢量端点作圆形旋转； 偏振波 椭圆偏振波—— 电矢量端点轨迹是椭圆； 部分偏振波——兼有偏振和非偏振波的辐射。 非偏振波( 自然光)—— 电矢量端点作随机运动，即具有 各种可能振动方向的波，在可见光波段称自然光； §5.2 偏振辐射的基本性质及描述 y(E) ω × 一个光子发出的 简谐波称为简单 Ey (t) E(t) 波，它的电矢量E在 波振面内振动，这 种振动可分解为任 Ex (t) x(N) 意两相互垂直的分 量，天文观测中， 波振面 令x轴位于子午平面 内，指北(N)为正， ω为角速度，顺传播方向看 y 轴指东(E)为正。 时，逆时针为正 5.2.1 线偏振光 y × 电矢量E, 其振动方向(振动面) E 与波振面上 y 轴的夹角用ψ表示, 此角称为线偏振光的偏振方位 θ E θ 角，E 的振幅为E，则偏振光强I ψ 为： x I = E2 若将一偏振棱镜放在光路中，只允许某一方向(透振方 向) θ振动的光波通过，则一线偏振光I 通过该棱镜后， 只有θ方向的振动分量E θ能通过，此时偏振光强