Fizično

Kaj je polarizirana svetloba?

Kaj je polarizirana svetloba?

The Polarizirana svetloba To je elektromagnetno sevanje, ki vibrira v eni ravnini, pravokotni na smeri širjenja. Vibracija v ravnini pomeni, da je vektor električnega polja svetlobnega vala.

Naravna ali umetna svetloba je vlak elektromagnetnih sevalnih valov, katerih električna polja se naključno gibljejo na vseh ravninah, pravokotni na smeri širjenja. Kadar je le del sevanja omejen na nihanje v eni ravnini, se reče, da je svetloba polarizirana.

Polarizirani svetlobni val navpično v ravnini, ko vpliva na ne -polarizirane svetlobne valove v polarizacijski mreži. Avtor Bob Melish (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/datoteka: žica-flo-polarizer.SVG) Wikimedia Commons

Eden od načinov za pridobitev polarizirane svetlobe je vplivati ​​na strelo v polarizirajočem filtru, ki je sestavljen iz polimerne strukture, usmerjene v eno smer, ki omogoča samo valove, ki nihajo v isti ravnini, medtem ko se preostali valovi absorbirajo.

Svetloba strele, ki prečka filter, ima manjšo intenzivnost kot vpadni žarek. Ta posebnost je način za razlikovanje med polarizirano svetlobo in ne -polarizirano svetlobo. Človeško oko nima sposobnosti razlikovanja med enim in drugim.

Svetloba lahko polarizira na linearni, krožni ali eliptični način, odvisno od smeri širjenja valov. Prav tako lahko polarizirano svetlobo dobimo s fizikalnimi procesi, kot so odsev, refrakcijo, difrakcija in birrefringovanje.

[TOC]

Linearno polarizirano svetlobo

Ko električno polje svetlobnih valov nenehno niha in opisuje ravno črto v ravnini, pravokotno na širjenje. V tem stanju polarizacije so faze obeh sestavnih delov električnega polja enake.

Lahko vam služi: radialna obremenitev: kako se izračuna, rešene vaje

Če sta dva vala, linearno polarizirana, ki vibrirata v pravokotnih ravninah med seboj, dobimo še en linearno polariziran val. Val svetlobe bo v fazi s prejšnjim. Dva vala sta v fazi, ko imata hkrati enak premik.

Linearna, krožna in eliptična polarizacija. Z inductiveload. (https: // commons.Wikimedia.org)

Krožna polarizirana svetloba

Svetlobni val, katerega vektor električnega polja se kroži v isti ravnini, pravokotni na širjenje, je krožno polariziran. V tem stanju polarizacije ostaja velikost električnega polja konstantna. Orientacija električnega polja je v smeri igle ure ali v nasprotni smeri.

Električno polje polarizirane svetlobe opisuje krožne usmeritve z kotno frekvenco Ω stalnica.

Dva linearno polarizirana svetlobna valova, ki se prekrivata pravokotno drug na drugega, s fazno razliko v 90 °, tvorita krožno polarizirano svetlobno val.

Eliptično polarizirana svetloba

V tem stanju polarizacije električno polje svetlobnega vala opisuje elipso v celotni ravnini, pravokotno na širjenje in je usmerjeno v smeri vrtenja igel ali v nasprotni smeri.

Prekrivanje dveh svetlobnih valov, pravokotno drug na drugega, enega z linearno polarizacijo in drugo s krožno polarizacijo, z zamikom 90 ° pa povzroči val svetlobe z eliptično polarizacijo. Polarizirani svetlobni val je podoben primeru krožne polarizacije, vendar z velikostjo električnega polja.

Polarizirana svetloba z odsevom

Polarizirano svetlobo z odsevom je leta 1808 odkril Malus.  Malus je opazil, da ko žarek ne -polarizirane svetlobe vpliva odsevno.

Vam lahko služi: navzkrižni val

Odsevni svetlobni žarek je linearno polariziran, ko nihanje v ravnini, pravokotno na smeri širjenja.

Pokliče se kot vpadni kot, s katerim je odsevni svetlobni žarek popolnoma polariziran Brewster kot (θB)

Polarizirana svetloba z loma

Če ima ne -polariziran svetlobni žarek kota Brewster (θB) Na kup steklenih plošč se nekatere vibracije, pravokotne na vpadno ravnino.

Neto rezultat je, da so vsi odsevni DO polarizirani v isti ravnini, medtem ko so ločeni delno polarizirani.

Večja kot je število površin, lomni žarek bo izgubil vedno več nihanj, pravokotnih na ravnino. Na koncu bo prenosna svetloba linearno polarizirana v isti ravnini pojavnosti ne -polarizirane svetlobe.

Disperzija polarizirana svetloba

Svetloba, ki prizadene majhne delce, suspendirane v mediju, absorbira njegova atomska struktura. Električno polje, ki se povzroča v atomih in molekulah, ima vibracije vzporedno z svetlobno nihajno ravnino.

Prav tako je električno polje pravokotno na smeri širjenja. Med tem postopkom atomi oddajajo fotone svetlobe, ki odstopajo v vseh možnih naslovih.

Izdani fotoni predstavljajo niz valov razpršenih delcev. Del razpršene svetlobe, pravokoten na vpadni žarek svetlobe, je linearno polariziran. Drugi del razpršene svetlobe vzporedno ni polariziran, preostali del svetlobe, ki jo razpršijo delci, je delno polariziran.

Lahko vam služi: masna številka: kaj je to in kako ga dobiti (s primeri)

Razpršenost delcev z velikostjo, primerljiva z valovno dolžino vpadne svetlobe, se imenuje Rayleight disperzija. Ta vrsta disperzije omogoča razlago modre barve neba ali rdeče barve sončnega zahoda.

Rayleight disperzija ima obratno sorazmerno odvisnost od četrte moči valovne dolžine (1/λ4).

Polarizirana svetloba s strani Birrefringia

Birrefringia je značilna lastnost nekaterih materialov, kot sta kalcit in kremen, ki imata dva indeksa loma. Polarizirana svetloba z birrefrednostjo dobimo, ko žarek svetlobe vpliva.

Od obeh refrakcijskih žarkov eden odstopa več kot drugi, ki pravokotno nihajo na ravnino vpada, drugi pa nihajo vzporedno. Oba žarka izhajata iz materiala z linearno polarizacijo do vpadne ravnine.

Reference

  1. Goldstein, d. Polarizirana svetloba. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
  2. Jenkins, Fa in White, H E. Osnove optike. NY: Visoko šolstvo McGraw Hill, 2001.
  3. Saleh, bahaa in. A y teich, m c. Osnove fotonike. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
  4. Guenther, R D. Sodobna optika. Kanada: John Wiley & Sons, 1990.
  5. Bohren, CF in Huffman, D R. Absorpcija in disperzija svetlobe z majhnimi delci. Kanada: Jhon Wiley & Sons, 1998.