Model nieba Rayleigha - Rayleigh sky model

Model nieba Rayleigha opisuje obserwowany wzorzec polaryzacji nieba w ciągu dnia . W atmosferze Rayleigha rozpraszanie od światła przez powietrze cząsteczek , wodę, kurz i aerozole powoduje Sky światło mają określony wzór polaryzacji. Te same procesy rozpraszania sprężystego powodują, że niebo jest niebieskie . Polaryzacja jest scharakteryzowana dla każdej długości fali przez jej stopień polaryzacji i orientację (kąt e-wektora lub kąt rozpraszania).

Wzorzec polaryzacji nieba zależy od pozycji Słońca na niebie . Podczas gdy całe rozproszone światło jest do pewnego stopnia spolaryzowane, światło jest silnie spolaryzowane pod kątem rozpraszania 90° od źródła światła. W większości przypadków źródłem światła jest Słońce, ale księżyc również tworzy ten sam wzór. Stopień polaryzacji najpierw rośnie wraz ze wzrostem odległości od Słońca, a następnie maleje wraz z odległością od Słońca. Zatem maksymalny stopień polaryzacji występuje w kołowym paśmie 90° od Słońca. W tym paśmie zwykle osiągane są stopnie polaryzacji bliskie 80%.

Stopień polaryzacji na niebie Rayleigha o zachodzie lub wschodzie słońca. W centrum wykresu znajduje się zenit.

Kiedy Słońce znajduje się w zenicie , pas o maksymalnej polaryzacji owija się wokół horyzontu . Światło z nieba jest spolaryzowane poziomo wzdłuż horyzontu. Podczas zmierzchu w każdej wiosennej lub jesiennej równonocy , zespół maksymalnej polaryzacji jest określona przez płaszczyznę północ-południe-zenit lub południka . W szczególności polaryzacja jest pionowa na horyzoncie na północy i południu, gdzie południk styka się z horyzontem. Polaryzacja o zmierzchu w równonocy jest reprezentowana przez rysunek po prawej stronie. Czerwony pasek reprezentuje okrąg w płaszczyźnie północ-zenit-południe, gdzie niebo jest silnie spolaryzowane. Do głównych kierunków (N, S, E, W) przedstawiono w 12-ej godzinie, 9, 6 godzinie, i 3 godziny (przeciwnie do ruchu wskazówek zegara wokół sfery niebieskiej , ponieważ obserwator patrzy w niebo).

Zauważ, że ponieważ wzór polaryzacji jest zależny od słońca, zmienia się nie tylko w ciągu dnia, ale przez cały rok. Kiedy słońce zachodzi w kierunku południowym, zimą, samolot Północ-Zenith-Południe jest przesunięty, a „efektywna” północ jest w rzeczywistości położona nieco na zachód. Tak więc, jeśli słońce zachodzi na azymucie 255° (15° na południe od zachodu), wzór polaryzacji będzie miał maksimum wzdłuż horyzontu na azymucie 345° (15° na zachód od północy) i 165° (15° na wschód od Południe).

W ciągu jednego dnia wzór obraca się wraz ze zmieniającą się pozycją słońca. O zmierzchu zwykle pojawia się około 45 minut przed lokalnym wschodem słońca i znika 45 minut po lokalnym zachodzie słońca. Raz założony jest bardzo stabilny, wykazując zmianę jedynie w swojej rotacji. Można to łatwo zobaczyć każdego dnia za pomocą spolaryzowanych okularów przeciwsłonecznych.

Wiele zwierząt wykorzystuje wzorce polaryzacji nieba o zmierzchu iw ciągu dnia jako narzędzie nawigacyjne . Ponieważ zależy wyłącznie od położenia słońca, można go łatwo wykorzystać jako kompas do orientacji zwierząt. Dzięki orientacji w odniesieniu do wzorców polaryzacji zwierzęta mogą zlokalizować słońce, a tym samym określić kierunki kardynalne.

Teoria

Geometria

Geometria reprezentująca niebo Rayleigha

Geometria polaryzacji nieba może być reprezentowana przez trójkąt niebieski oparty na słońcu, zenicie i obserwowanym zwrocie (lub punkcie rozproszenia). W modelu γ to odległość kątowa między obserwowanym skierowaniem a słońcem, Θ _s to odległość zenitalna Słońca (90° – wysokość słoneczna), Θ to odległość kątowa między obserwowanym skierowaniem a zenitem (90° – obserwowana wysokość ), Φ jest kątem między kierunkiem zenitu a kierunkiem słońca w obserwowanym zwrocie, a ψ jest kątem między kierunkiem słońca a obserwowanym kierunkiem w zenicie.

Tak więc trójkąt sferyczny jest określony nie tylko trzema punktami położonymi na słońcu, zenicie i obserwowanym punkcie, ale zarówno trzema kątami wewnętrznymi, jak i trzema odległościami kątowymi. W siatce wysokość - azymut zmienia się odległość kątowa pomiędzy obserwowanym punktem a słońcem oraz odległość kątowa pomiędzy obserwowanym punktem a zenitem, podczas gdy odległość kątowa pomiędzy słońcem a zenitem pozostaje stała w pewnym momencie.

Odległości kątowe między obserwowanym skierowaniem a słońcem, gdy słońce zachodzi na zachód (wykres górny) oraz między obserwowanym skierowaniem a zenitem (wykres dolny)

Rysunek po lewej pokazuje dwie zmieniające się odległości kątowe, odwzorowane na siatce wysokość-azymut (z wysokością umieszczoną na osi x i azymutem na osi y). Górny wykres przedstawia zmieniającą się odległość kątową między obserwowanym skierowaniem a słońcem, która jest przeciwna do kąta wewnętrznego znajdującego się w zenicie (lub kąta rozpraszania). Gdy słońce znajduje się w zenicie, odległość ta jest największa wzdłuż horyzontu w każdym kierunku kardynalnym. Następnie maleje wraz ze wzrostem wysokości zbliżając się do zenitu. O zmierzchu słońce zachodzi na zachodzie. Stąd odległość jest największa, gdy patrzy się bezpośrednio z dala od słońca wzdłuż horyzontu na wschodzie, a najniższa wzdłuż horyzontu na zachodzie.

Dolny wykres na rysunku po lewej przedstawia odległość kątową od obserwowanego wskazującego na zenit, który jest przeciwny do kąta wewnętrznego znajdującego się na słońcu. W przeciwieństwie do odległości pomiędzy obserwowanym skierowaniem a słońcem jest ona niezależna od azymutu, czyli kierunku kardynalnego. Jest po prostu największy na horyzoncie na małych wysokościach i maleje liniowo wraz ze wzrostem wysokości.

Trzy wewnętrzne kąty trójkąta niebieskiego.

Cyfra po prawej przedstawia trzy odległości kątowe. Lewa przedstawia kąt w obserwowanym punkcie pomiędzy kierunkiem zenitu a kierunkiem słońca. Jest to zatem w dużym stopniu zależne od zmieniającego się kierunku słońca, gdy słońce porusza się po niebie. Środkowy reprezentuje kąt pod słońcem między kierunkiem zenitu a kierunkiem. Ponownie, jest to w dużym stopniu zależne od zmieniającego się kierunku. Jest to symetryczne między półkulą północną i południową. Prawa reprezentuje kąt w zenicie między kierunkiem słonecznym a kierunkiem. W ten sposób obraca się wokół sfery niebieskiej.

Stopień polaryzacji

Model nieba Rayleigha przewiduje stopień polaryzacji nieba jako:

${\ Displaystyle \ delta = {\ Frac {\ delta _ {max} \ grzech ^ {2} \ gamma {1 + \ cos ^ {2} \ gamma}}}$

Polaryzacja na horyzoncie.

Jako prosty przykład można zmapować stopień polaryzacji na horyzoncie. Jak widać na rysunku po prawej, jest wysoko na północy (0° i 360°) i południu (180°). Przypomina wtedy funkcję cosinusa i zmniejsza się w kierunku wschodnim i zachodnim, osiągając zero w tych kierunkach kardynalnych.

Stopień polaryzacji jest łatwo zrozumiały, gdy zostanie zmapowany na siatkę wysokość-azymut, jak pokazano poniżej. Gdy słońce zachodzi na zachód, maksymalny stopień polaryzacji można zaobserwować na płaszczyźnie Północ-Zenith-Południe. Wzdłuż horyzontu, na wysokości 0° jest najwyższa na północy i południu, a najniższa na wschodzie i zachodzie. Następnie, gdy wysokość zbliża się do zenitu (lub płaszczyzny maksymalnej polaryzacji), polaryzacja pozostaje wysoka na północy i południu i rośnie, aż ponownie osiągnie maksimum przy 90° na wschodzie i zachodzie, gdzie znajduje się wtedy w zenicie i w granicach płaszczyzna polaryzacji.

Stopień polaryzacji nieba odwzorowany na sferze niebieskiej.

Stopień polaryzacji. Kolor czerwony jest wysoki (około 80%), a czarny jest niski (0%).

Kliknij na sąsiedni obraz, aby wyświetlić animację przedstawiającą stopień polaryzacji, jak pokazano na sferze niebieskiej. Czarny reprezentuje obszary, w których stopień polaryzacji wynosi zero, natomiast czerwony reprezentuje obszary, w których stopień polaryzacji jest znacznie większy. Jest to około 80%, co jest realistycznym maksimum dla czystego nieba Rayleigha w ciągu dnia. Film zaczyna się zatem, gdy słońce znajduje się nieco nad horyzontem i ma azymut 120°. Niebo jest silnie spolaryzowane w efektywnej płaszczyźnie Północ-Zenit-Południe. Jest to nieco przesunięte, ponieważ azymut słońca nie jest zgodny ze wschodem. Słońce porusza się po niebie, otaczając je wyraźnymi kołowymi wzorami polaryzacji. Gdy słońce znajduje się w zenicie, polaryzacja jest niezależna od azymutu i maleje wraz ze wzrostem wysokości (w miarę zbliżania się do słońca). Wzór jest kontynuowany, gdy słońce ponownie zbliża się do horyzontu na zachód słońca. Film kończy się słońcem za horyzontem.

Kąt polaryzacji

Kąt polaryzacji. Kolor czerwony jest wysoki (około 80%), a czarny jest niski (0%).

Płaszczyzna rozpraszania to płaszczyzna przechodząca przez słońce, obserwatora i obserwowany punkt (lub punkt rozpraszania). Kąt rozproszenia, γ, to odległość kątowa między słońcem a obserwowanym punktem. Równanie kąta rozpraszania jest wyprowadzone z prawa cosinusów do trójkąta sferycznego (patrz rysunek powyżej w sekcji dotyczącej geometrii). Podaje ją:

${\ Displaystyle {\ cos \ gamma = \ sin \ theta _ {s} \ sin \ theta \ cos {(\ psi _ {s} - \ psi)} + \ cos \ teta _ {s} \ cos \ teta} }$

W powyższym równaniu, ψ _s i θ _y oznaczają, odpowiednio, azymutu i zenitu kąt słońca, ψ i θ to odpowiednio kąt azymutu i zenitu obserwowanej punkcie.

Równanie to załamuje się w zenicie, gdzie odległość kątowa między obserwowanym skierowaniem a zenitem, θ _s, wynosi 0. Tutaj orientacja polaryzacji jest zdefiniowana jako różnica w azymucie między obserwowanym skierowaniem a azymutem słonecznym.

Kąt polaryzacji (lub kąt polaryzacji) definiuje się jako kąt względny pomiędzy styczną wektora do południka obserwowanego punktu a kątem prostopadłym do płaszczyzny rozpraszania.

Kąty polaryzacji wykazują regularne przesunięcie kąta polaryzacji wraz z azymutem. Na przykład, gdy słońce zachodzi na zachodzie, kąty polaryzacji przesuwają się wokół horyzontu. W tym czasie stopień polaryzacji jest stały w okrągłych pasmach wyśrodkowanych wokół Słońca. W ten sposób stopień polaryzacji oraz odpowiadający jej kąt wyraźnie przesuwają się wokół horyzontu. Gdy słońce znajduje się w zenicie, horyzont reprezentuje stały stopień polaryzacji. Odpowiedni kąt polaryzacji wciąż przesuwa się w różnych kierunkach w kierunku zenitu z różnych punktów.

Wideo po prawej przedstawia kąt polaryzacji odwzorowany na sferze niebieskiej. Zaczyna się od słońca położonego w podobny sposób. Kąt wynosi zero wzdłuż linii od słońca do zenitu i rośnie zgodnie z ruchem wskazówek zegara w kierunku wschodnim, gdy obserwowany punkt przesuwa się zgodnie z ruchem wskazówek zegara w kierunku wschodnim. Gdy słońce wschodzi na wschodzie, kąt działa w podobny sposób, dopóki słońce nie zacznie poruszać się po niebie. Gdy słońce porusza się po niebie, kąt jest zarówno zerowy, jak i wysoki wzdłuż linii wyznaczonej przez słońce, zenit i antysłońce. Znajduje się niżej na południe od tej linii i wyżej na północ od tej linii. Gdy słońce znajduje się w zenicie, kąt jest albo w pełni dodatni, albo 0. Te dwie wartości obracają się w kierunku zachodnim. Wideo następnie powtarza się w podobny sposób, gdy słońce zachodzi na Zachodzie.

Parametry Stokesa Q i U

Wejście q i u.

Kąt polaryzacji można odwinąć do Q i U parametrów Stokesa . Q i U są zdefiniowane jako liniowo spolaryzowane natężenia odpowiednio wzdłuż kątów położenia 0° i 45°; -Q i -U leżą wzdłuż kątów położenia 90° i -45°.

Jeśli słońce znajduje się na horyzoncie na zachód, stopień polaryzacji przebiega wzdłuż płaszczyzny Północ-Zenit-Południe. Jeśli obserwator jest zwrócony na zachód i patrzy na zenit, polaryzacja jest z obserwatorem pozioma. W tym kierunku Q wynosi 1, a U wynosi 0. Jeśli obserwator nadal jest zwrócony na zachód, ale patrzy na północ, to polaryzacja jest z nim pionowa. Zatem Q wynosi -1, a U pozostaje 0. Wzdłuż horyzontu U zawsze wynosi 0. Q wynosi zawsze -1 z wyjątkiem Wschodu i Zachodu.

Kąt rozpraszania (kąt w zenicie między kierunkiem słońca a kierunkiem obserwatora) wzdłuż horyzontu jest kołem. Od wschodu do zachodu wynosi 180°, a od zachodu do wschodu o zmierzchu 90°. Kiedy słońce zachodzi na zachodzie, kąt ten wynosi 180° na wschód do zachodu i tylko 90° na zachód do wschodu. Kąt rozproszenia na wysokości 45° jest spójny.

Wejściowe parametry stokes q i u są wtedy względem północy, ale w ramce wysokość-azymut. Możemy łatwo rozpakować q zakładając, że jest w kierunku +wysokości. Z podstawowej definicji wiemy, że +Q jest kątem 0°, a -Q jest kątem 90°. Dlatego Q jest obliczane z funkcji sinus. Podobnie U jest obliczane z funkcji cosinus. Kąt polaryzacji jest zawsze prostopadła do płaszczyzny rozpraszającej. Dlatego do obu kątów rozpraszania dodaje się 90°, aby znaleźć kąty polaryzacji. Z tego wyznaczane są parametry Q i U Stokes:

${\ Displaystyle Q_ {w} = \ grzech (2 \ teta + 90)}$

oraz

${\ Displaystyle U_ {w} = \ cos (2 \ theta + 90)}$

Kąt rozpraszania, wyprowadzony z prawa cosinusów, odnosi się do Słońca. Kąt polaryzacji to kąt w stosunku do zenitu lub dodatnia wysokość. Istnieje linia symetrii wyznaczona przez słońce i zenit. Jest ciągnięty od słońca przez zenit na drugą stronę sfery niebieskiej, gdzie byłoby „anty-słońce”. Jest to również skuteczny samolot Wschód-Zenith-Zachód.

Wejście q. Kolor czerwony jest wysoki (około 80%), a czarny jest niski (0%). (Kliknij, aby zobaczyć animację)

Wejście u. Kolor czerwony jest wysoki (około 80%), a czarny jest niski (0%). (Kliknij, aby zobaczyć animację)

Pierwszy obraz po prawej przedstawia wejście q zmapowane na sferę niebieską. Jest symetryczna względem linii wyznaczonej przez słońce-zenit-anty-słońce. O zmierzchu, w płaszczyźnie Północ-Zenit-Południe jest ujemna, ponieważ jest pionowa ze stopniem polaryzacji. Jest pozioma lub dodatnia w płaszczyźnie Wschód-Zenit-Zachód. Innymi słowy, jest dodatnia w kierunku ±wysokości i ujemna w kierunku ±azymutu. Gdy słońce porusza się po niebie, wartość q pozostaje wysoka wzdłuż linii słońce-zenit-anty-słońce. Pozostaje zero wokół okręgu opartego na słońcu i zenicie. Gdy mija zenit, obraca się w kierunku południowym i powtarza ten sam wzór aż do zachodu słońca.

Drugi obraz po prawej przedstawia wejście u zmapowane na sferę niebieską. Parametr u stokes zmienia znaki w zależności od tego, w której ćwiartce się znajduje. Cztery ćwiartki są określone przez linię symetrii, efektywną płaszczyznę Wschód-Zenith-Zachód oraz Północ-Zenith-Południe. Nie jest symetryczny, ponieważ określają go kąty ±45°. W pewnym sensie tworzy dwa okręgi wokół linii symetrii, a nie tylko jedno.

Łatwo to zrozumieć w porównaniu z wejściem q. Tam, gdzie wejście q jest w połowie między 0° a 90°, wejście u jest albo dodatnie przy +45°, albo ujemne przy -45°. Podobnie, jeśli wejście q jest dodatnie przy 90° lub ujemne przy 0°, wejście u jest w połowie między +45° a -45°. Widać to po niesymetrycznych okręgach wokół linii symetrii. Następnie następuje ten sam wzór na niebie, co wejście q.

Punkty i linie neutralne

Obszary, w których stopień polaryzacji wynosi zero (świetlik jest niespolaryzowany), nazywane są punktami neutralnymi. Tutaj parametry Stokesa Q i U również są z definicji równe zeru. Stopień polaryzacji rośnie zatem wraz ze wzrostem odległości od punktów neutralnych.

Warunki te są spełnione w kilku określonych miejscach na niebie. Punkt Arago znajduje się powyżej punktu antysłonecznego, podczas gdy punkty Babineta i Brewstera znajdują się odpowiednio nad i pod słońcem. Odległość zenitu punktu Babineta lub Arago wzrasta wraz ze wzrostem odległości zenitu słonecznego. Te neutralne punkty mogą odbiegać od swoich normalnych pozycji z powodu interferencji z kurzem i innymi aerozolami.

Polaryzacja świetlika zmienia się z ujemnej na dodatnią, przechodząc przez punkt neutralny równolegle do południka słonecznego lub antysłonecznego. Linie oddzielające regiony dodatniego Q i ujemnego Q nazywane są liniami neutralnymi.

Depolaryzacja

Niebo Rayleigha powoduje wyraźnie zdefiniowany wzorzec polaryzacji w wielu różnych okolicznościach. Jednak stopień polaryzacji nie zawsze pozostaje spójny i w rzeczywistości może się zmniejszać w różnych sytuacjach. Niebo Rayleigha może ulegać depolaryzacji z powodu pobliskich obiektów, takich jak chmury i duże powierzchnie odbijające, takie jak ocean. Może się również zmieniać w zależności od pory dnia (na przykład o zmierzchu lub w nocy).

W nocy polaryzacja nieba oświetlonego księżycem jest bardzo silnie redukowana w obecności zanieczyszczenia światłem miejskim , ponieważ rozproszone światło miejskie nie jest silnie spolaryzowane.

Zanieczyszczenie światłem jest w większości niespolaryzowane, a jego dodanie do światła księżyca powoduje zmniejszenie sygnału polaryzacji.

Szeroko zakrojone badania pokazują, że kąt polaryzacji na czystym niebie utrzymuje się pod chmurami, jeśli powietrze pod chmurą jest bezpośrednio oświetlane przez słońce. Rozproszenie bezpośredniego światła słonecznego na tych chmurach skutkuje tym samym wzorcem polaryzacji. Innymi słowy, proporcja nieba podążająca za modelem nieba Rayleigha jest wysoka zarówno dla czystego, jak i zachmurzonego nieba. Wzór jest również wyraźnie widoczny w małych widocznych plamach nieba. Chmury nie mają wpływu na niebieski kąt polaryzacji.

Wzory polaryzacji pozostają spójne, nawet gdy na niebie nie ma słońca. Wzory zmierzchu powstają w okresie pomiędzy początkiem astronomicznego zmierzchu (kiedy słońce znajduje się 18° poniżej horyzontu) a wschodem lub zachodem słońca i końcem astronomicznego zmierzchu. Czas trwania zmierzchu astronomicznego zależy od długości drogi, jaką przebyło słońce poniżej horyzontu. Zależy więc od pory roku i lokalizacji, ale może trwać nawet 1,5 godziny.

Wzorzec polaryzacji spowodowany zmierzchem pozostaje dość spójny przez cały ten okres czasu. Dzieje się tak, ponieważ Słońce porusza się poniżej horyzontu prawie prostopadle do niego, a zatem jego azymut zmienia się bardzo powoli w tym okresie.

O zmierzchu rozproszone światło spolaryzowane pochodzi z górnych warstw atmosfery, a następnie przechodzi przez całą dolną atmosferę, zanim dotrze do obserwatora. Daje to wiele możliwości rozpraszania i powoduje depolaryzację. Zaobserwowano, że polaryzacja wzrasta o około 10% od początku zmierzchu do świtu. Dlatego wzór pozostaje spójny, a stopień nieznacznie się zmienia.

Nie tylko wzorce polaryzacji pozostają spójne, gdy Słońce porusza się po niebie, ale także gdy Księżyc porusza się po niebie w nocy. Księżyc tworzy ten sam wzór polaryzacji. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie wzorców polaryzacji jako narzędzia do nawigacji w nocy. Jedyna różnica polega na tym, że stopień polaryzacji nie jest aż tak silny.

Podstawowe właściwości powierzchni mogą wpływać na stopień polaryzacji nieba w ciągu dnia. Stopień polaryzacji silnie zależy od właściwości powierzchni. Wraz ze wzrostem współczynnika odbicia powierzchni lub grubości optycznej zmniejsza się stopień polaryzacji. Niebo Rayleigha w pobliżu oceanu może być zatem silnie zdepolaryzowane.

Wreszcie, istnieje wyraźna zależność od długości fali w rozpraszaniu Rayleigha. Jest największa przy krótkich długościach fal, podczas gdy polaryzacja świetlika jest największa przy średnich i długich długościach fal. Początkowo jest największy w ultrafiolecie, ale gdy światło przemieszcza się do powierzchni Ziemi i oddziałuje poprzez rozpraszanie wielościeżkowe, staje się wysokie przy średnich i długich długościach fal. Kąt polaryzacji nie zmienia się wraz z długością fali.

Zastosowania

Nawigacja

Wiele zwierząt, zazwyczaj owadów, jest wrażliwych na polaryzację światła i dlatego może wykorzystywać wzorce polaryzacji nieba w ciągu dnia jako narzędzie nawigacji. Teoria ta została po raz pierwszy zaproponowana przez Karla von Frischa , przyglądając się orientacji niebieskiej pszczół miodnych. Wzór polaryzacji naturalnego nieba służy jako łatwy do wykrycia kompas. Na podstawie wzorców polaryzacji gatunki te mogą się orientować, określając dokładną pozycję słońca bez użycia bezpośredniego światła słonecznego. W ten sposób pod zachmurzonym niebem, a nawet w nocy, zwierzęta mogą znaleźć drogę.

Używanie spolaryzowanego światła jako kompasu nie jest jednak łatwym zadaniem. Zwierzę musi być zdolne do wykrywania i analizowania światła spolaryzowanego. Gatunki te mają w oczach wyspecjalizowane fotoreceptory, które reagują na orientację i stopień polaryzacji w pobliżu zenitu. Potrafią wydobyć informacje o intensywności i orientacji stopnia polaryzacji. Mogą następnie włączyć to wizualnie, aby się zorientować i rozpoznać różne właściwości powierzchni.

Istnieją wyraźne dowody na to, że zwierzęta potrafią orientować się nawet wtedy, gdy o zmierzchu słońce znajduje się poniżej horyzontu. To, jak dobrze owady mogą orientować się za pomocą nocnych wzorców polaryzacji, jest nadal przedmiotem badań. Jak dotąd wiadomo, że świerszcze nocne mają czujniki polaryzacji o szerokim polu i powinny być w stanie wykorzystać nocne wzorce polaryzacji do orientacji. Zaobserwowano również, że ptaki migrujące w nocy stają się zdezorientowane, gdy wzór polaryzacji o zmierzchu jest niejasny.

Najlepszym przykładem jest pszczoła halicydowa Megalopta genalis , która zamieszkuje lasy deszczowe w Ameryce Środkowej i żeruje przed wschodem i po zachodzie słońca. Pszczoła ta opuszcza gniazdo około 1 godziny przed wschodem słońca, żeruje do 30 minut i dokładnie wraca do gniazda przed wschodem słońca. Podobnie działa tuż po zachodzie słońca.

Tak więc ta pszczoła jest przykładem owada, który potrafi dostrzec wzorce polaryzacji w astronomicznym zmierzchu. Ten przypadek nie tylko ilustruje fakt, że wzorce polaryzacji są obecne podczas zmierzchu, ale pozostaje doskonałym przykładem tego, że gdy warunki oświetleniowe są trudne, pszczoła orientuje się w oparciu o wzorce polaryzacji nieba o zmierzchu.

Sugerowano, że Wikingowie byli w stanie nawigować na otwartym morzu w podobny sposób, używając dwójłomnego kryształowego drzewca islandzkiego , który nazwali „kamień słoneczny”, aby określić orientację polaryzacji nieba. Pozwoliłoby to nawigatorowi zlokalizować słońce, nawet gdy było zasłonięte zachmurzeniem. Rzeczywisty przykład takiego „kamienia słonecznego” został znaleziony na zatopionym statku (Tudory) datowanym na 1592 rok, w pobliżu wyposażenia nawigacyjnego statku.

Obiekty niespolaryzowane

Zarówno sztuczne, jak i naturalne obiekty na niebie mogą być bardzo trudne do wykrycia przy użyciu jedynie natężenia światła. Obiekty te obejmują chmury, satelity i samoloty. Jednak polaryzacja tych obiektów spowodowana rozpraszaniem rezonansowym , emisją , odbiciem lub innymi zjawiskami może różnić się od oświetlenia tła. Dzięki temu można je łatwiej wykryć za pomocą obrazowania polaryzacyjnego. Istnieje szeroki zakres zastosowań teledetekcji , w których polaryzacja jest przydatna do wykrywania obiektów, które w inny sposób są trudne do zauważenia.

Uwagi i referencje

Zewnętrzne linki

• Polaryzacja nieba
• Błękitne niebo i rozpraszanie Rayleigha
• Światło spolaryzowane w naturze i technologii