Lahke vrste polarizacije, primeri, aplikacije

The Lahka polarizacija Pojav se pojavi, ko elektromagnetni val predstavlja vidno svetlobo v preferenčni smeri. Elektromagnetni val je sestavljen iz električnega vala in magnetnega vala, oba prečna v smeri širjenja. Magnetno nihanje je istočasno in neločljivo od električnega nihanja in se pojavlja v medsebojno pravokotnih smereh.

Svetloba, ki jo oddaja večina svetlobnih virov, na primer sonce ali žarnice, je nepolarizirana, kar pomeni, da se obe komponenti: električni in magnetni, nihajo v vseh možnih smereh, čeprav vedno pravokotno na smer širjenja. 

Ko pa obstaja preferencialna ali nihajna smer električne komponente, potem govori o polariziranem elektromagnetnem valu. Poleg tega, če je frekvenca nihanja v vidnem spektru, potem se govori o polarizirani svetlobi.

Nato bomo videli vrste polarizacije in fizičnih pojavov, ki proizvajajo polarizirano svetlobo.

[TOC]

Vrste polarizacije

Linearna polarizacija

Prikazan je diagram elektromagnetnega vala z linearno polarizacijo. Električno polje niha vzporedno z osi x, magnetno polje pa hkrati niha na elektriko, vendar v smeri in smer. Oba nihanja sta pravokotna na smeri širjenja z. Vir: Wikimedia Commons.

Linearna polarizacija se pojavi, ko ima nihajna ravnina električnega polja svetlobe vala enotno smer, pravokotno na smer širjenja. To ravnino jemljemo s konvencijo kot polarizacijsko ravnino.

In magnetna komponenta se obnaša enako: njegova smer je pravokotna na električno komponento vala, je edinstvena in je tudi pravokotna na smeri širjenja. 

Zgornja slika prikazuje linearno polariziran val. V primeru prikazano vektor električnega polja niha vzporedno z osi x, medtem ko vektor magnetnega polja hkrati niha na elektriko, vendar v smeri in smer in smer in smer in smer in smer. Oba nihanja sta pravokotna na smeri širjenja z.

Lahko je poševno linearnizacijo zaradi prekrivanja dveh valov, ki niha v fazi in ima ortogonalne polarizacijske načrte, kot je primer, prikazan na spodnji številki, ki prikazuje v modri barvi nihajne ravnine električnega polja v svetlobnem valu.

Vam lahko služi: senoidni val: značilnosti, deli, izračun, primeriModri ​​val predstavlja nihanje električnega polja elektromagnetnega vala s poševno linearno polarizacijo zaradi prekrivanja dveh komponent polariziranega polja v ortogonalnih ravninah. Vir: Wikimedia Commons.

Krožna polarizacija

V tem primeru ima amplituda električnih in magnetnih polj svetlobnega vala konstantno velikost, vendar se njegova smer vrti s konstantno kotno hitrostjo v prečni smeri v smeri širjenja.

Spodnja slika prikazuje obračanje amplitude električnega polja (v rdeči barvi). Ta zavoj je posledica vsote ali prekrivanja dveh valov z enako amplitudo in linearno polarizirano v ortogonalnih ravninah, katerih fazna razlika je π/2 radians. Na spodnji številki so predstavljeni kot modri in zeleni valovi.

Krožna polarizacija. Vir: Wikimedia Commons

Način matematičnega pisanja x in in električnega polja vala z Dekstrogija -Cirkularna polarizacija, amplitude EO in to se širi v smer z je:

In = (Ex Yo; zdravo J; Ez k) = Eo (cos [(2π/λ) (c t - z)]] Yo; Cos [(2π/λ) (c t - z) - π/2] J; 0 k)

Namesto tega val z Krožna polarizacija Levógira amplitude EO ki se širi v smer z Predstavljen je z:

In = (Ex Yo; zdravo J; Ez k) = Eo (cos [(2π/λ) (c t - z)]] Yo, Cos [(2π/λ) (c t - z) + π/2] J, 0 k)

Upoštevajte, da se znak spremeni v fazni razliki komponentnega vala in, Glede komponente x.

Oba za primer dektro-rotatorna kot Levogiro, Vektor magnetnega polja B Povezana je z vektorjem električnega polja In z vektorskim izdelkom med enotnim vektorjem v smeri širjenja in In, vključno s faktorjem obsega, ki je enak obratni hitrosti svetlobe:

B = (1/c) ali_z ｘ In

Eliptična polarizacija

Eliptična polarizacija je podobna krožni polarizaciji, z razliko, da amplituda pokvarjenega polja opisuje elipse namesto kroga.

Vam lahko služi: eliptične galaksije: tvorba, značilnosti, vrste, primeri

Val z eliptično polarizacijo je prekrivanje dveh linearno polariziranih valov v pravokotnih ravninah z vnaprej ali zamudo π/2 Radiani v fazi enega glede na drugo, vendar z dodatkom, da je amplituda polja v vsaki od komponent drugačna.

Pojavi zaradi svetleče polarizacije

Odsev

Ko ne -polariziran svetlobni žarek vpliva. Odvržena komponenta ima delno polarizacijo, razen če je pojavnost žarka pravokotna na površino. 

V posebnem primeru, da kot odbojni žarek tvori ravni kot s prenašanim žarkom, ima odsevana svetloba popolno linearno polarizacijo, v normalni smeri do vpadne ravnine in vzporedno z odsevno površino. Vpadni kot, ki proizvaja popolno polarizacijo z refleksijo, je znan kot Brewster kot.

Selektivna absorpcija

Nekateri materiali omogočajo selektivni prenos določene polarizacijske ravnine električne komponente svetlobnega vala. 

To je lastnost, ki se uporablja za izdelavo polarizirajočih filtrov, v kateri se običajno uporablja polimer na osnovi polimera, ki se razteza do meje in poravnan z mrežo, ki je stisnjen med dvema steklenimi listi.

Takšna razporeditev deluje kot prevodna mreža, ki "kratkotrajno" električno komponento vala vzdolž raztežnih znamk in omogoča prehod prečnih komponent v polimerni fibrado. Prenosna svetloba je tako polarizirana v prečni smeri proge.

Če postavite drugi polarizacijski filter (imenovan analizator) v že polarizirano luč, lahko dobite učinek zaklopa.

Ko orientacija analizatorja sovpada z ravnino polarizacije vpadne svetlobe, vsa svetloba prehaja, vendar za pravokotno smer svetloba popolnoma ugasne.

Za vmesne položaje je delna svetloba svetlobe, katere intenzivnost se razlikuje glede na Malus zakon:

I = io cos²(θ).

Vam lahko služi: pretok električnega polja

Kristalna Birrefringia

Premik svetlobe skozi birrefrinmentno steklo

Luč v vakuumu, tako kot vsak elektromagnetni val, se širi s hitrostjo c približno 300.000 km/s. Toda v prosojnem mediju je njegova hitrost v je nekoliko manjši. Količnik med c in v Se imenuje lomni količnik prosojnega medija.

V nekaterih kristalih, kot je kalcit, je indeks loma za vsako komponento polarizacije. Zaradi tega, ko svetlobni žarek prečka kristal z birrefringom, se žarek loči na dva žarka z linearno polarizacijo v ortogonalni smeri, kot je preverjeno s filtrom polarizirajočega analizatorja.

Primeri lahke polarizacije

Svetloba, ki se odraža s površino morja ali jezera, ima delno polarizacijo. Luč modrega neba, vendar ne svetloba oblakov, je delno polarizirana.

Nekatere žuželke, kot je hrošč CEtonia aurerurata odseva svetlobo s krožno polarizacijo. Spodnja slika prikazuje ta zanimiv pojav, v katerem lahko opazimo svetlobo, ki jo odraža hrošč brez filtrov, z desnim polarizacijskim filtrom in nato z levim polarizirajočim filtrom.

Poleg tega je bilo postavljeno ogledalo, ki ustvari sliko z obrnjenim polarizacijskim stanjem glede na svetlobo, ki jo neposredno odraža hrošč.

Desna krožna polarizacija, ki jo proizvaja cetonia aratrata hrošč. Vir: Wikimedia Commons.

Svetlebne polarizacijske aplikacije

Polarizirajoči filtri se v fotografiji uporabljajo za odpravo utrinkov, ki jih proizvaja svetloba, ki jih odražajo odsevne površine, kot je voda.

Uporabljajo se tudi za odpravljanje sijaja, ki ga proizvaja delno polarizirana svetloba modrega neba, na ta način dobimo fotografije z boljšim kontrastom.

V kemiji, pa tudi v prehrambeni industriji, instrument, imenovan Polarimeter, ki omogoča merjenje koncentracije nekaterih snovi, ki v raztopini ustvarijo vrtenje polarizacijskega kota.

Na primer, s prehodom polarizirane svetlobe in s pomočjo polarimetra je mogoče koncentracijo sladkorja v sokih in pijača.

Reference

1. Goldstein, d. Polarizirana svetloba. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
2. Jenkins, f. Do. 2001. Osnove optike. NY: Visoko šolstvo McGraw Hill.
3. Saleh, bahaa in. Do. 1991. Osnove fotonike. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
4. Guenther, R D. 1990. Sodobna optika. John Wiley & Sons Canada.
5. Bohren, c.F. 1998. Absorpcija in disperzija svetlobe z majhnimi delci. Kanada: John Wiley & Sons.
6. Wikipedija. Elektromagnetna polarizacija. Okrevano od: je.Wikipedija.com