Čo je polarizované svetlo?

Ten Polarizované svetlo Je to elektromagnetické žiarenie, ktoré vibruje v jednej rovine kolmej na smer šírenia. Vibrácie v rovine znamená, že elektrický poľný vektor svetelnej vlny.

Prírodné alebo umelé svetlo je vlak elektromagnetického žiarenia vlny, ktorých elektrické polia sa náhodne pohybujú na všetkých rovinách kolmých na smer šírenia. Keď je iba časť žiarenia obmedzená na oscilovanie v jednej rovine, hovorí sa, že svetlo je polarizované.

Polarizovaná svetelná vlna vertikálne v rovine, keď ovplyvňuje nepolarizované svetelné vlny v polarizačnej mriežke. Bob Melish (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/súbor: drôt-flo-polarizer.SVG) Wikimedia Commons

Jedným zo spôsobov, ako získať polarizované svetlo, je ovplyvniť blesk v polarizačnom filtri, ktorý pozostáva z polymérnej štruktúry orientovanej v jednom smere, čo umožňuje iba vlny, ktoré oscilujú v tej istej rovine, zatiaľ čo ostatné vlny sú absorbované.

Bleskové svetlo, ktoré prechádza cez filter, má menšiu intenzitu ako dopadajúci lúč. Táto zvláštnosť je spôsob, ako rozlišovať medzi polarizovaným svetlom a nepolarizovaným svetlom. Ľudské oko nemá schopnosť rozlišovať medzi jedným a druhým.

Svetlo môže byť polarizované lineárnym, kruhovým alebo eliptickým spôsobom v závislosti od smeru šírenia vlny. Podobne je možné polarizované svetlo získať prostredníctvom fyzikálnych procesov, ako je odraz, lomu, difrakcia a birrefringencia.

[TOC]

Polarizované svetlo lineárne

Keď elektrické pole svetelných vĺn neustále osciluje, opisuje priamku v rovine kolmej na šírenie, hovorí sa, že svetlo je lineárne polarizované. V tomto stave polarizácie sú fázy dvoch zložiek elektrického poľa rovnaké.

Môže vám slúžiť: radiálne zaťaženie: Ako sa vypočítava, vyriešené cvičenia

Ak sa dve vlny, lineárne polarizované, ktoré vibrujú v kolmých rovinách, prekrývajú sa, získa sa ďalšia lineárne polarizovaná vlna. Vlna svetla bude vo fáze s predchádzajúcim. Dve vlny sú vo fáze, keď majú rovnaké posunutie súčasne.

Lineárna, kruhová a eliptická polarizácia. InduktiveLoad. (https: // commons.Wikimedia.org)

Kruhové polarizované svetlo

Svetelná vlna, ktorej vektor elektrického poľa sa pohybuje kruhovo v rovnakej rovine kolmej na šírenie, je kruhovo polarizovaný. V tomto stave polarizácie zostáva veľkosť elektrického poľa konštantná. Orientácia elektrického poľa sa týka smeru hodinových ihiel alebo v opačnom smere.

Elektrické pole polarizovaného svetla opisuje kruhové trajektórie s uhlovou frekvenciou Ω konštantný.

Dve lineárne polarizované svetelné vlny, ktoré sa prekrývajú kolmo na seba, s 90 ° fázovým rozdielom, tvoria kruhovo polarizovanú svetelnú vlnu svetla.

Elipticky polarizované svetlo

V tomto stave polarizácie opisuje elektrické pole svetelnej vlny elipsu v celej rovine kolmej na šírenie a je orientované v smere rotácie hodinových ihiel alebo v opačnom smere.

Prekrývanie dvoch svetelných vĺn kolmých na seba, jednu s lineárnou polarizáciou a druhá s kruhovou polarizáciou a oneskorením o 90 °, má za následok vlnu svetla s eliptickou polarizáciou. Polarizovaná svetelná vlna je podobná prípadu kruhovej polarizácie, ale s veľkosťou elektrického poľa sa mení.

Polarizované svetlo odrazom

Polarizované svetlo odrazom objavil Malus v roku 1808.  Malus poznamenal, že keď lúč nepolarizovaného svetla ovplyvňuje dobre leštenú a priehľadnú sklenenú dosku, časť svetla sa pri krížení doštičky a druhá časť odráža uhol 90 ° medzi refrakčným bleskom a bleskom. odrážaný.

Môže vám slúžiť: krížová vlna

Odrazený svetelný lúč je lineárne polarizovaný, keď osciluje v rovine kolmej na smer šírenia a jeho stupeň polarizácie závisí od uhla dopadu.

Uhol incidencie, ktorým je odrazený svetelný lúč úplne polarizovaný, sa nazýva Brewsterský uhol (9_B)

Polarizované svetlo lomom

Ak má nepolarizovaný svetelný lúč uhol Brewster (θ_B) Na stohu sklenených dosiek sa niektoré z vibrácií kolmých na rovinu incidencie odrážajú v každej z dosiek a zvyšok vibrácií sa preruší.

Čistým výsledkom je, že všetky odrazené DO sú polarizované v tej istej rovine, zatiaľ čo refrakty sú čiastočne polarizované.

Čím vyšší je počet povrchov, refrakčný lúč stratí stále viac a viac kmitov kolmých na lietadlo. Nakoniec bude prenášané svetlo lineárne polarizované v rovnakej rovine výskytu nepolarizovaného svetla.

Polarizované svetlo

Svetlo, ktoré ovplyvňuje malé častice suspendované v médiu, je absorbované jeho atómovou štruktúrou. Elektrické pole indukované atómami a molekulami má vibrácie rovnobežné s ľahkou kývajúcou rovinou.

Podobne je elektrické pole kolmé na smer šírenia. Počas tohto procesu atómy emitujú fotóny svetla, ktoré sa líšia vo všetkých možných adresách.

Vydané fotóny tvoria súbor vĺn rozptýlených častíc. Časť rozptýleného svetla kolmo na dopadajúci lúč svetla je lineárne polarizovaný. Druhá časť dispergovaného svetla paralelne nie je polarizovaná, zvyšok svetla rozptýleného časticami je čiastočne polarizovaná.

Môže vám slúžiť: hromadné číslo: Čo je to a ako ho získať (s príkladmi)

Disperzia častíc s veľkosťou porovnateľnou s vlnovou dĺžkou dopadajúceho svetla sa nazýva Rayleight Disperzia. Tento typ disperzie umožňuje vysvetliť modrú farbu oblohy alebo červenú farbu západu slnka.

Rayleight Disperzia má nepriamo pomernú závislosť od štvrtej sily vlnovej dĺžky (1/λ⁴).

Polarizované svetlo Birrefringencia

Birrefringencia je charakteristickou vlastnosťou niektorých materiálov, ako je kalcit a kremeň, ktoré majú dva indexy refrakcie. Polarizované svetlo birrefringenciou sa získa, keď lúč svetla ovplyvňuje dvojfringentný materiál oddeľujúci sa na odrazený lúč a dva lámané lúče.

Z dvoch refrakčných lúčov sa jeden odchyľuje viac ako druhý kmitajúci kolmo na rovinu výskytu, zatiaľ čo druhý kmitaje paralelne. Oba lúče vychádzajú z materiálu s lineárnou polarizáciou do roviny dopadu.

Odkazy

1. Goldstein, D. Polarizované svetlo. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
2. Jenkins, FA a White, h e. Základy optiky. NY: Vysokoškolské vzdelávanie McGraw Hill, 2001.
3. Saleh, Bahaa a. A y teich, m c. Základy fotoniky. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
4. Guenther, R D. Moderná optika. Kanada: John Wiley & Sons, 1990.
5. Bohren, CF a Huffman, D R. Absorpcia a disperzia svetla malými časticami. Kanada: Jhon Wiley & Sons, 1998.