Statistical equilibrium equations in a polarized radiation field

Summary

The interaction between a material system and an arbitrarily polarized radiation field is investigated by a density matrix technique, to obtain the radiative rates for the statistical equilibrium equations. No assumptions are made about the nature of the system interacting with radiation. Departures from local thermodynamical equilibrium are taken into account. In connection with the problem of magnetic-line formation in stellar atmospheres, the general equations are then applied to the case of atoms in a magnetic field. The approach we present is suitable for a number of applications.

Riassunto

Mediante la tecnica della matrice densità, si studia l'interazione fra un sistema materiale ed un campo di radiazione arbitrariamente polarizzato, per ottenere i termini radiativi delle equazioni dell'equilibrio statistico. Non si specifica la natura del sistema che interagisce con la radiazione. Si prendono in considerazione gli effetti di allontanamento dall'equilibrio termodinamico locale. Poi, in connessione con il problema della formazione di righe magnetiche nelle atmosfere stellari, si applicano le equazioni generali al caso di atomi immersi in un campo magnetico. Il metodo presentato si presta allo studio di vari problemi.

Резюме

С домощью техники матрицы плотности исследуется взаимодействие между материальной системой и полем произвольно поляризованного излучения с целью получения радиационных интенсивностей для уравнений статистического равновесия. Не делается никаких предположений относительно природы системы, взаимодействующей с излучением. Учитываются отклонения от локального термодинамического равновесия. В связи с проблемой образования магнитных линий в звездных атмосферах общие уравнения применяются к случаю атомов в магнитном поле. Предложенный подход удобен для рассмотрения ряда различных проблем.