نقل الإشعاع المتجهي

في علم الأطياف والقياس الإشعاعي ، يُعدّ نقل الإشعاع المتجهي (VRT) طريقةً لنمذجة انتشار الإشعاع الكهرومغناطيسي المستقطب في الأوساط منخفضة الكثافة. وعلى عكس نقل الإشعاع القياسي (RT)، الذي ينمذج فقط مُركّب ستوكس الأول ، أي الشدة، فإنّ VRT ينمذج جميع المُركّبات الأربعة باستخدام الطرق المتجهة .

لتردد واحد،${\displaystyle \nu }$يمكن كتابة معادلة VRT لوسط تشتيت الضوء على النحو التالي:

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

حيث يمثل s المسار،${\displaystyle {\hat {n}}}$يمثل متجه الانتشار، و K مصفوفة الانقراض،${\displaystyle {\vec {a}}}$يمثل متجه الامتصاص، وB دالة بلانك، و Z مصفوفة طور التشتت.

جميع مصفوفات المعاملات، K ،${\displaystyle {\vec {a}}}$و Z ، ستختلف تبعاً لكثافة المواد الممتصة/المشتتة الموجودة ويجب حسابها من كمياتها المستقلة عن الكثافة، أي متجه معامل التوهين .${\displaystyle {\vec {a}}}$يتم حسابها من خلال ضرب متجه معامل امتصاص الكتلة في كثافة المادة الماصة. علاوة على ذلك، من الشائع أن تحتوي الأوساط على أنواع متعددة تسبب الانطفاء والامتصاص والتشتت، وبالتالي يجب جمع مصفوفات المعاملات هذه لجميع الأنواع المختلفة.

يحدث الانقراض نتيجة الامتصاص البسيط وكذلك نتيجة التشتت خارج خط الرؤية.${\displaystyle {\hat {n}}}$لذلك ، نقوم بحساب مصفوفة الانقراض من خلال الجمع بين متجه الامتصاص ومصفوفة طور التشتت:

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

حيث I هي مصفوفة الوحدة.

متجه الإشعاع ذو المكونات الأربعة،${\displaystyle {\vec {I}}=(I,Q,U,V)}$حيث تمثل I و Q و U و V العناصر الأربعة الأولى من معاملات ستوكس على التوالي، يصف هذا التعبير حالة استقطاب الإشعاع الكهرومغناطيسي وصفًا كاملًا. هذه الطبيعة المتجهة هي التي تُعقّد المعادلة بشكل كبير. يختلف الامتصاص باختلاف كل مكون من المكونات الأربعة، علاوة على ذلك، عندما يتشتت الإشعاع، قد يحدث انتقال معقد بين مكونات ستوكس المختلفة - انظر مزج الاستقطاب - وبالتالي فإن دالة طور التشتت تتكون من 16 مكونًا (4×4). وهي في الواقع موتر من الرتبة الثانية .