Kevyet polarisaatiotyypit, esimerkit, sovellukset

Se Kevyt polarisaatio Näkyvä valon ilmiö esiintyy ilmiötä, kun sähkömagneettinen aalto värähtelee suositussa suunnassa. Sähkömagneettinen aalto koostuu sähköaalto ja magneettinen aalto, molemmat poikittaiset etenemissuunnassa. Magneettinen värähtely on samanaikainen ja erottamaton sähköisestä värähtelystä ja tapahtuu molemminpuolisesti ortogonaalisiin suuntiin.

Valo, jota useimmat valoisat lähteet pääsevät, kuten aurinko tai lamppu, ei polarisoitu, mikä tarkoittaa, että molemmat komponentit: sähköinen ja magneettinen, värähtelevät kaikkiin mahdollisiin suuntiin, vaikkakin aina kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden nähden,. 

Mutta kun sähkökomponenttilla on etusijalla tai värähtelysuunta, puhuu polarisoidusta sähkömagneettisesta aaltosta. Lisäksi, jos värähtelytaajuus on näkyvässä spektrissä, puhuu polarisoidusta valosta.

Seuraavaksi näemme polarisaatiotyypit ja fyysiset ilmiöt, jotka tuottavat polarisoitua valoa.

[TOC]

Polarisaatiotyypit

Lineaarinen polarisaatio

Kaavio sähkömagneettisesta aallosta lineaarisella polarisaatiolla on esitetty. Sähkökenttä värähtelee X -akselin suuntaisesti, kun taas magneettikenttä värähtelee samanaikaisesti sähköä, mutta suuntaan ja suuntaan. Molemmat värähtelyt ovat kohtisuorassa etenemissuunnan Z suhteen. Lähde: Wikimedia Commons.

Lineaarinen polarisaatio tapahtuu, kun valonaallon sähkökentän värähtelytasolla on yksi suunta, kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden. Tätä tasoa otetaan yleissopimuksella polarisaatiotasona.

Ja magneettinen komponentti käyttäytyy samalla tavalla: sen suunta on kohtisuorassa aallon sähkökomponenttiin nähden, se on ainutlaatuinen ja on myös kohtisuorassa etenemissuuntaan nähden. 

Yläkuvio näyttää lineaarisesti polarisoidun aallon. Sähkökenttävektori värähtelee esimerkiksi X -akselin suuntaisesti, kun taas magneettikentän vektori värähtelee samanaikaisesti sähköä, mutta suuntaan ja suuntaan ja suuntaan ja suuntaan ja suuntaan. Molemmat värähtelyt ovat kohtisuorassa etenemissuunnan Z suhteen.

Sillä voi olla vino linearisointi kahden vaiheen värähtelevän aallon päällekkäisyyden seurauksena ja joilla on ortogonaalisia polarisaatiosuunnitelmia, kuten alemmassa kuvassa esitetty tapaus, joka näyttää sinisellä sähkökentän värähtelytasolla valon aaltossa.

Voi palvella sinua: Senoidal Wave: Ominaisuudet, osat, laskelmat, esimerkitSininen aalto edustaa sähkömagneettisen aallon sähkökentän värähtelyä vinolla lineaarisella polarisaatiolla, koska polarisoidun kentän kahden komponentin päällekkäisyydet lineaarisesti ortogonaalisissa tasoilla. Lähde: Wikimedia Commons.

Pyöreä polarisaatio

Tässä tapauksessa valaisevan aallon sähkö- ja magneettikenttien amplitudilla on jatkuvaa suuruutta, mutta sen suunta pyörii vakiona kulman nopeudella poikittaissuunnassa etenemissuuntaan.

Alempi kuva näyttää sähkökentän amplitudin käännöksen (punaisella). Tämä käännös johtuu kahden aallon summasta tai päällekkäisyydestä, jolla on sama amplitudi ja lineaarisesti polarisoituvat ortogonaalisissa tasoissa, joiden vaiheero on π/2 radians. Ne on esitetty alemmassa kuviossa sinisinä ja vihreinä aaltoina.

Pyöreä polarisaatio. Lähde: Wikimedia Commons

Kirjoittaminen matemaattisesti x ja ja aallon sähkökenttä Dekstrogi -ympyrän polarisaatio, amplitudi EO ja se etenee suuntaan z -z On:

JA = (Entinen Yllyttää; Hei J -; EZ k -k -) = EO (cos [(2π/λ) (c t - z)]]] Yllyttää; Cos [(2π/λ) (c t - z) - π/2] J -; 0 - k -k --A

Sen sijaan aalto Levógira ympyräpolarisaatio amplitudi EO joka etenee suuntaan z -z Sitä edustaa:

JA = (Entinen Yllyttää; Hei J -; EZ k -k -) = EO (cos [(2π/λ) (c t - z)]]] Yllyttää, Cos [(2π/λ) (c t - z) + π/2] J -, 0 - k -k --A

Huomaa, että merkki muuttuu komponentti -aallon vaihe -erossa ja, Komponentin suhteen x.

Molemmat tapauksesta dekstro-kierto kuten levogiro, Magneettikentän vektori B - Se liittyy sähkökenttävektoriin JA vektorituotteella yksikkövektorin välillä etenemissuunnassa ja JA, Sisältää mittakerroksen, joka on yhtä suuri kuin valon nopeuden käänteinen:

B - = (1/c) tai_{z -z} ｘ JA

Elliptinen polarisaatio

Elliptinen polarisaatio on samanlainen kuin ympyräpolarisaatio, erolla, että rikkoutuneen kentän amplitudi kuvaa ellipsiä ympyrän sijasta.

Voi palvella sinua: elliptiset galaksit: muodostuminen, ominaisuudet, tyypit, esimerkit

Elliptisen polarisaation aalto on kahden lineaarisesti polarisoidun aallon päällekkäisyys kohtisuorassa tasossa π/2 Radianit yhden vaiheen suhteen suhteessa toiseen, mutta lisäyksenä, että kentän amplitudi kussakin komponenteissa on erilainen.

Valaistuspolarisaatiosta johtuvat ilmiöt

Heijastus

Kun ei -polarisoitu valonsäde vaikuttaa pintaan, esimerkiksi lasiin tai veden pintaan, osa valon osa heijastuu ja osa välittää. Heijastuneella komponentilla on osittainen polarisaatio, ellei palkin esiintyvyys ole kohtisuorassa pintaan nähden. 

Erityisesti, että heijastetun säteen kulma muodostaa suoran kulman lähetetyn säteen kanssa, heijastuneella valolla on kokonainen lineaarinen polarisaatio normaalissa suunnassa esiintyvyystasoon ja yhdensuuntainen heijastavan pinnan kanssa. Esiintyvyyskulma, joka tuottaa kokonaisen polarisaation heijastuksella, tunnetaan nimellä Kisankulma.

Valikoiva absorptio

Jotkut materiaalit mahdollistavat valon aallon sähkökomponentin tietyn polarisaatiotason selektiivisen siirron. 

Tämä on ominaisuus, jota käytetään polarisoivien suodattimien valmistukseen, jossa polymeeripohjainen polymeeri, joka on venytetty rajaan ja kohdistetaan ruudukkoon, on yleensä tiivistetty kahden lasilevyn välillä.

Tällainen sijoitus toimii johtavana ruudukon, joka "lyhyt ympyrä" aallon sähkökomponentti venytysmerkkejä pitkin, ja sallii poikittaisten komponenttien kulkemisen polymeeriseen fibradoon. Lähetetty valo polarisoituu siten nauhan poikittaiseen suuntaan.

Toisen polarisoivan suodattimen asettaminen (nimeltään analysaattori) jo jo polarisoidussa valossa voit saada suljimen.

Kun analysaattorin suuntaus tapahtuu samanaikaisesti tulevan valon polarisaatiotason kanssa, mutta ortogonaaliseen suuntaan, valo on täysin sammutettu.

Väliasentoihin on osittainen valon valo, jonka voimakkuus vaihtelee Malus -laki-

I = io cos²(θ).

Voi palvella sinua: sähkökenttävirta

Kristalliini BirRefringencia

Valon siirtyminen bir -kirjoitetun lasin kautta

Syytön valo, kuten jokainen sähkömagneettinen aalto, leviää nopeudella c noin 300.000 km/s. Mutta läpikuultavassa väliaineessa sen nopeudella v on vähän vähäinen. Jakaminen välillä c ja v Sitä kutsutaan taitekerroin läpikuultava väliaine.

Joissakin kiteissä, kuten kalsiitissa, taitekerroin on erilainen jokaiselle polarisaatiokomponentille. Tästä syystä, kun valonsäde ylittää kideen, jolla on birrengenssi, palkki erotetaan kahteen palkkiin, joilla on lineaarinen polarisaatio ortogonaalisissa suunnissa, kuten polarisoivassa analysaattorin suodattimella tarkistetaan.

Esimerkkejä kevyestä polarisaatiosta

Meren pinnan tai järven heijastava valo on osittainen polarisaatio. Sinisen taivaan valo, mutta ei pilvien valo, on osittain polarisoitu.

Jotkut hyönteiset, kuten kovakuoriainen CEtonia Aurerata heijastaa valoa pyöreällä polarisaatiolla. Alempi kuva osoittaa tämän mielenkiintoisen ilmiön, jossa peräkkäin kovakuoriaisen heijastava valo ilman suodattimia voidaan havaita oikealla polarisoivalla suodattimella ja sitten vasemmalla polarisoivalla suodattimella.

Lisäksi on sijoitettu peili, joka tuottaa kuvan käänteisen polarisaatiotilan kanssa suhteessa kevyen valon kuvaan, jota suoraan heijastaa kovakuoriaisen.

Cetonia aratrata Beetle -tuotanto oikea pyöreä polarisaatio. Lähde: Wikimedia Commons.

Valoisan polarisaatiosovellukset

Polarisoivia suodattimia käytetään valokuvauksessa niiden valon tuottamien välähdyksien poistamiseksi heijastavilla pinnoilla, kuten vesi.

Niitä käytetään myös osittain polarisoidun sinisen taivaan valon tuottaman hehkua, tällä tavalla saadut valokuvat, joilla on parempi kontrasti.

Kemiassa, samoin kuin elintarviketeollisuudessa, nimeltään instrumentti polarimetri, joka mahdollistaa tiettyjen aineiden pitoisuuden mitata, jotka liuoksessa tuottaa polarisaatiokulman pyörimistä.

Esimerkiksi ohittamalla polarisoitua valoa ja polarimetrin avulla sokerin pitoisuus mehuissa ja juomissa voidaan päättää varmistaa, että se sopii valmistajan standardeihin ja terveysohjauksiin.

Viitteet

1. Goldstein, D. Polarisoitunut valo. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
2. Jenkins, f. -Lla. 2001. Optiikan perusteet. NY: Korkeakoulun McGraw Hill.
3. Saleh, Bahaa ja. -Lla. 1991. Fotoniikan perusteet. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
4. Guenther, R D. 1990. Moderni optiikka. John Wiley & Sons Kanada.
5. Bohren, c.F. 1998. Valon imeytyminen ja dispersio pienillä hiukkasilla. Kanada: John Wiley & Sons.
6. Wikipedia. Sähkömagneettinen polarisaatio. Palautettu: on.Wikipedia.com