Базисный вектор e_s параллелен, а e_⊥s перпендикулярен плоскости рассеяния. Заметим, однако, что E_s и E_i определены в различных системах базисных векторов. Вследствие линейности граничных условий амплитуда поля, рассеянного произвольной частицей, является линейной функцией амплитуды падающего поля. Связь между падающим и рассеянным полями удобно представить в матричном виде:

(30)

где элементы A_j (j=1,2,3,4) амплитудной матрицы рассеяния, которые зависят обычно от угла рассеяния Θ и азимута φ

Редко, когда действительная и мнимая части четырех элементов амплитудной матрицы рассеяния измеряются для всех значений Θ и φ. Для этого требуются измерения амплитуды и фазы света, рассеянного во всех направлениях, для двух падающих ортогональных поляризаций, которые сильно затруднены сложностью измерения фазы.

Как уже говорилось, детекторы оптического излучения реагируют на интенсивность. Поэтому поляризационные характеристики рассеянного света выражают через четырехмерный вектор Стокса. При переходе от описания процесса рассеяния в терминах напряженностей поля к интенсивностям, уравнение (26) заменяется уравнением

S^s = (F•Sⁱ)/(k²r²)

Здесь Sⁱ и S^s – векторы-столбцы рассеянного частицей излучения и падающего на неё, с компонентами, определенными соотношениями (19), а F – 4х4 матрица Мюллера для рассеяния в направлении, определяемом углом рассеяния Θ и азимутальным углом φ. В дальнейшем мы будем ее называть матрицей рассеяния света (МРС).

Элементы МРС f_ij/k² имеют размерность площади и физический смысл дифференциального сечения рассеяния. Сечения независимых рассеивателей складываются. Просуммированные сечения, отнесенные к величине рассеивающего объема, дают коэффициент объемного направленного светорассеяния. Именно в таком смысле мы будем в дальнейшем понимать элементы МРС, опуская множитель 1/k² в уравнении (30).