Co to jest światło spolaryzowane?

Polaryzowane światło Jest to promieniowanie elektromagnetyczne, które wibruje w pojedynczej płaszczyźnie prostopadłej do kierunku propagacji. Wibracja w płaszczyźnie oznacza, że ​​wektor pola elektrycznego fali świetlnej.

Naturalne lub sztuczne światło to pociąg fali promieniowania elektromagnetycznego, których pola elektryczne losowo obejmują wszystkie płaszczyzny prostopadłe do kierunku propagacji. Gdy tylko część promieniowania jest ograniczona do oscylowania w jednej płaszczyźnie, mówi się, że światło jest spolaryzowane.

Spolaryzowana fala światła pionowo w płaszczyźnie, gdy wpływa na nie spolaryzowane fale światła w siatce polaryzacji. Bob Melish (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/file: wire-flo-polaryzer.Svg) Wikimedia Commons

Jednym ze sposobów uzyskania światła spolaryzowanego jest wpływ na błyskawicę w filtrze polaryzacyjnym, który składa się ze struktury polimerowej zorientowanej w jednym kierunku, umożliwiając tylko fale, które oscylują w tej samej płaszczyźnie, podczas gdy reszta fal jest wchłaniana.

Błyskawicy, które przekracza filtr, ma mniej intensywności niż promień padający. Ta szczególność jest sposobem na rozróżnienie światła spolaryzowanego i nie spolaryzowanego. Ludzkie oko nie ma zdolności rozróżnienia między jednym a drugim.

Światło może być spolaryzowane w sposób liniowy, okrągły lub eliptyczny w zależności od kierunku propagacji fali. Podobnie, światło spolaryzowane można uzyskać poprzez procesy fizyczne, takie jak odbicie, załamanie, dyfrakcja i birrowanie.

[TOC]

Liniowo spolaryzowane światło

Kiedy pole elektryczne fal światła stale oscyluje, opisując linię prostą w płaszczyźnie prostopadłą do propagacji, mówi się, że światło jest spolaryzowane liniowo. W tym stanie polaryzacji fazy dwóch elementów pola elektrycznego są takie same.

Może ci służyć: obciążenie promieniowe: jak jest obliczane, rozwiązane ćwiczenia

Jeśli dwie fale, liniowo spolaryzowane, które wibrują w samolotach prostopadłych ze sobą, otrzymują kolejną liniową falę spolaryzowaną. Fala światła będzie w fazie z poprzednimi. Dwie fale są w fazie, gdy mają jednocześnie takie same przemieszczenie.

Polaryzacja liniowa, okrągła i eliptyczna. Przez inductiveload. (https: // commons.Wikimedia.org)

Okrągłe światło spolaryzowane

Fala świetlista, której wektor pola elektrycznego waha się okrągłym w tej samej płaszczyźnie prostopadłej do propagacji, jest spolaryzowana okrągłym. W tym stanie polaryzacji wielkość pola elektrycznego pozostaje stała. Orientacja pola elektrycznego znajduje się w kierunku igieł zegara lub w przeciwnym kierunku.

Pole elektryczne światła spolaryzowanego opisuje okrągłe trajektorie o częstotliwości kątowej Ω stały.

Dwie liniowo spolaryzowane fale światła, które nakładają się prostopadle do siebie, z różnicą fazową 90 °, tworzą okrągłą spolaryzowaną falę świetlną.

Eliptycznie spolaryzowane światło

W tym stanie polaryzacji pole elektryczne fali świetlnej opisuje elipsę w całej płaszczyźnie prostopadłej do propagacji i jest zorientowane w kierunku obrotu igieł zegara lub w przeciwnym kierunku.

Nakładanie się dwóch fal światła prostopadłych do siebie, jednej z liniową polaryzacją, a drugą z okrągłym polaryzacją, a z opóźnieniem 90 °, powoduje falę światła z eliptyczną polaryzacją. Spolaryzowana fala światła jest podobna do przypadku polaryzacji kołowej, ale z wielkością pola elektrycznego zmieniającego się.

Światło spolaryzowane przez odbicie

Światło spolaryzowane przez odbicie zostało odkryte przez Malusa w 1808 roku.  Malus zaobserwował, że gdy promień nie spolaryzowanego światła wpływa na dobrze wypolerowaną i przezroczystą szklaną płytkę, część światła jest załamana po skrzyżowaniu płyty, a druga część jest odbijana, tworząc kąt 90 ° między błyskawicą refrakcyjną a błyskawicą odzwierciedlone.

Może ci służyć: fala krzyżowa

Odbierany promień światła jest liniowo spolaryzowany podczas oscylacji w płaszczyźnie prostopadłym do kierunku propagacji, a jego stopień polaryzacji zależy od kąta padania.

Nazywany jest kąt częstości występowania, za pomocą którego odbudowana wiązka światła jest całkowicie spolaryzowana Kąt brewstera (θ_B)

Światło spolaryzowane przez refrakcję

Jeśli nie spolaryzowana wiązka światła ma kąt brewstera (θ_B) Na stosie szklanych płyt szklane niektóre wibracje prostopadłe do płaszczyzny padania są odbite w każdej z płyt, a reszta wibracji jest załamana.

Wynik netto polega na tym, że wszystkie odbijane DO są spolaryzowane w tej samej płaszczyźnie, gdy załamane są częściowo spolaryzowane.

Im wyższa liczba powierzchni, promień załamany straci coraz więcej oscylacji prostopadłych do płaszczyzny. Ostatecznie przesłane światło będzie liniowo spolaryzowane w tej samej płaszczyźnie występowania światła nieolaryzowanego.

Światło spolaryzowane dyspersji

Światło, które wpływa na małe cząstki zawieszone w pożywce, jest wchłaniane przez jego strukturę atomową. Pole elektryczne indukowane w atomach i cząsteczkach ma wibracje równolegle do płaszczyzny huśtającej światła.

Podobnie pole elektryczne jest prostopadłe do kierunku propagacji. Podczas tego procesu atomy emitują fotony światła, które odbiegają we wszystkich możliwych adresach.

Wydane fotony stanowią zestaw fal cząstek. Część rozproszonego światła prostopadła do padającego promienie światła jest liniowo spolaryzowana. Druga część rozproszonego światła równolegle nie jest spolaryzowana, reszta światła rozproszona przez cząstki jest częściowo spolaryzowana.

Może ci służyć: numer masowy: co to jest i jak go zdobyć (z przykładami)

Rozproszenie cząstek o wielkości porównywalnej z długością fali padającego światła nazywa się dyspersją Rayleight. Ten rodzaj dyspersji pozwala wyjaśnić niebieski kolor nieba lub czerwony kolor zachodu słońca.

Dyspersja Rayleight ma odwrotnie proporcjonalną zależność od czwartej mocy długości fali (1/λ⁴).

Światło spolaryzowane przez Birrefringencia

Birrefringencia jest charakterystyczną właściwością niektórych materiałów, takich jak kalcyt i kwarc, które mają dwa wskaźniki refrakcji. Światło spolaryzowane według Birrefringency jest uzyskiwane, gdy promień światła wpływa na birrefringowy materiał rozdzielający na promień odbity i dwa opaść na opaść.

Z dwóch promieni refrakcyjnych oddaje się więcej niż drugi oscylacja prostopadle do płaszczyzny padania, podczas gdy drugi oscyluje równolegle. Oba promienie wyłaniają się z materiału z liniową polaryzacją do płaszczyzny padania.

Bibliografia

1. Goldstein, zm. Polaryzowane światło. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
2. Jenkins, FA i White, H e. Podstawy optyki. NY: Higher Education McGraw Hill, 2001.
3. Saleh, Bahaa i. A y teich, m c. Podstawy fotoniki. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
4. Guenther, R D. Nowoczesna optyka. Kanada: John Wiley & Sons, 1990.
5. Bohren, CF i Huffman, D R. Wchłanianie i rozproszenie światła przez małe cząstki. Kanada: Jhon Wiley & Sons, 1998.