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Was sind die Stokes-Parameter einer Welle?
Die Stokes-Parameter einer Welle liefern eine detaillierte Beschreibung ihres Polarisationszustands, die für das Verständnis der Ausbreitung und Wechselwirkung elektromagnetischer Wellen oder Gravitationswellen unerlässlich ist.
Für elektromagnetische Wellen bestehen die Stokes-Parameter aus vier Komponenten:
Was sind die Stokes-Parameter?
S0S_0S0: Gesamtintensität, die die Gesamtleistung der Welle darstellt.
S1S_1S1 und S2S_2S2: Lineare Polarisationskomponenten entlang orthogonaler Achsen (normalerweise horizontal und vertikal oder +45∘ +45^Circ +45∘ und −45∘-45^Circ – 45∘ Diagonalen).
S3S_3S3: Zirkularpolarisationskomponente, die zwischen rechts- und linkszirkularer Polarisation unterscheidet.
Zusammen quantifizieren diese Parameter die Polarisationseigenschaften der Welle, die für Anwendungen in der Optik, Telekommunikation, Fernerkundung und Astronomie von entscheidender Bedeutung sind.
Was sind die Stokes-Parameter s1 s2 s3?
Die Stokes-Parameter sind ein Satz von vier Größen, die zur Beschreibung des Polarisationszustands elektromagnetischer Wellen verwendet werden. Sie bieten einen umfassenden Rahmen für die Analyse der Polarisation von Licht- oder Radiowellen.
Die Parameter S0, S1, S2, S_0, S_1, S_2, S0, S1, S2 und S3S_3S3 werden aus den Intensitätsmessungen der Welle nach Wechselwirkung mit polarisationsempfindlichen Komponenten wie Filtern oder Platten abgeleitet.
Durch die Messung, wie sich die Intensität mit Änderungen der Polarisationsausrichtung ändert, können Forscher diese Parameter berechnen, die gemeinsam den Polarisationszustand der Welle im Verhältnis zu ihrer Gesamtintensität, den linearen Polarisationskomponenten und den Komponenten der zirkularen Polarisation definieren.
In einigen Kontexten, insbesondere in der Fluiddynamik oder Akustik, können sich die Begriffe S1, S2, S1, S2, S1, S2 und S3S3S3 auf Komponenten beziehen, die mit Turbulenz oder Strömungsdynamik in Zusammenhang stehen, im Kontext der Stokes-Parameter für elektromagnetische Wellen jedoch S1 , S2, S_1, S_2, S1, S2 und S3S_3S3 bezeichnen insbesondere lineare und zirkulare Polarisationskomponenten, wie zuvor beschrieben.
Diese Parameter spielen eine entscheidende Rolle in Bereichen, in denen das Verständnis der Polarisation von wesentlicher Bedeutung ist, beispielsweise in der optischen Kommunikation, der Fernerkundung und der Materialwissenschaft.
Die Stokes-Parameter für Gravitationswellen unterscheiden sich von denen für elektromagnetische Wellen. Die Polarisation von Gravitationswellen umfasst typischerweise die Beschreibung des Spannungstensors anhand von Polarisationszuständen wie Plus- (+++), Kreuz- (× Mal ×) und manchmal zirkularen Polarisationskomponenten.
Die Stokes-Parameter für Gravitationswellen wären spezifische Größen, die sich auf diese Polarisationszustände beziehen und es Forschern ermöglichen würden, die Art und Ausrichtung von Gravitationswellensignalen zu charakterisieren, die bei astrophysikalischen Ereignissen erkannt wurden.
Stokes-Parameter messen den Polarisationszustand elektromagnetischer Wellen oder in manchen Zusammenhängen auch anderer physikalischer Phänomene wie Gravitationswellen.
Sie liefern quantitative Informationen darüber, wie sich der elektrische Feldvektor oder Dehnungstensor der Welle mit der Polarisationsorientierung ändert.
Diese Messung ist für verschiedene wissenschaftliche und technische Anwendungen von entscheidender Bedeutung, bei denen das Verständnis von Polarisationseffekten dabei hilft, effiziente Kommunikationssysteme zu entwerfen, astronomische Daten zu analysieren und die Eigenschaften von Materialien zu untersuchen, die von der Lichtpolarisation beeinflusst werden.
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