De polarisering av lys Det er fenomenet som oppstår når den elektromagnetiske bølgen som utgjør synlig lys, svinger i en fortrinnsretning. En elektromagnetisk bølge består av en elektrisk bølge og en magnetisk bølge, begge på tvers av forplantningsretningen. Magnetisk svingning er samtidig og uadskillelig fra elektrisk svingning og forekommer i gjensidig ortogonale retninger..
Lyset som de fleste lyskilder avgir, for eksempel solen eller en lyspære, er ikke-polarisert, noe som betyr at begge komponentene: elektriske og magnetiske, svinger i alle mulige retninger, men alltid vinkelrett på forplantningsretningen..
Men når det er en fortrinnsvis eller unik retning av svingning av den elektriske komponenten, snakker vi om en polarisert elektromagnetisk bølge. Videre, hvis frekvensen av svingningen er i det synlige spekteret, så snakker vi om polarisert lys..
Deretter vil vi se hvilke typer polarisering og de fysiske fenomenene som produserer polarisert lys..
Artikkelindeks
Lineær polarisering oppstår når svingningsplanet til lysbølgens elektriske felt har en enkelt retning, vinkelrett på forplantningsretningen. Dette planet blir tatt som konvensjon som polariseringsplanet.
Og den magnetiske komponenten oppfører seg likt: dens retning er vinkelrett på den elektriske komponenten i bølgen, den er unik og den er også vinkelrett på forplantningsretningen..
Den øvre figuren viser en lineær polarisert bølge. I det viste tilfellet svinger den elektriske feltvektoren parallelt med X-aksen, mens den magnetiske feltvektoren svinger samtidig til den elektriske, men i Y-retningen. Begge svingningene er vinkelrett på Z-forplantningsretningen..
Skrå lineær polarisering kan oppstå som et resultat av superposisjonen til to bølger som svinger i fase og har ortogonale polarisasjonsplaner, som vist i figuren nedenfor, der svingningsplanet til det elektriske feltet i lysbølgen er vist i blått ..
I dette tilfellet har amplituden til lysbølgens elektriske og magnetiske felt konstant størrelse, men retningen roterer med konstant vinkelhastighet i retning tvers av forplantningsretningen..
Den nedre figuren viser rotasjonen av amplituden til det elektriske feltet (i rød farge). Denne rotasjonen skyldes summen eller overstillingen av to bølger med samme amplitude og lineært polarisert i ortogonale plan, hvis faseforskjell er π / 2 radianer. De er representert i figuren nedenfor som henholdsvis blå og grønne bølger.
Måten å skrive komponentene matematisk på x og Y av det elektriske feltet til en bølge med høyre sirkulær polarisering, amplitude Eo og som sprer seg i retning z Det er:
OG = (Eks Jeg; Hei j; Ez k) = Eo (Cos [(2π / λ) (c t - z)] Jeg; Cos [(2π / λ) (c t - z) - π / 2] j; 0 k)
I stedet en bølge med venstrehånds sirkulær polarisering amplitude Eo som sprer seg i retning z er representert av:
OG = (Eks Jeg; Hei j; Ez k) = Eo (Cos [(2π / λ) (c t - z)] Jeg, Cos [(2π / λ) (c t - z) + π / 2] j, 0 k)
Merk at tegnet endres av faseforskjellen til en kvart bølge av komponenten Y, angående komponenten x.
Så mye for saken dekstroterende Hva venstrehendt, magnetfeltvektoren B er relatert til den elektriske feltvektoren OG etter vektorprodukt mellom enhetsvektoren i retning av forplantning og OG, inkludert en skaleringsfaktor lik den omvendte av lysets hastighet:
B = (1 / c) ellerz ｘ OG
Elliptisk polarisering er lik sirkulær polarisering, med forskjellen at amplituden til feltet roterer og beskriver en ellipse i stedet for en sirkel..
Bølgen med elliptisk polarisering er superposisjonen til to lineært polariserte bølger i vinkelrette plan med et forskudd eller forsinkelse på π / 2 radianer i fasen av den ene i forhold til den andre, men med tillegg at feltamplituden i hver av komponentene er forskjellig.
Når en ikke-polarisert lysstråle treffer en overflate, for eksempel glass, eller overflaten av vann, reflekteres en del av lyset og en del overføres. Den reflekterte komponenten er delvis polarisert, med mindre forekomsten av strålen er vinkelrett på overflaten.
I det spesielle tilfellet at vinkelen til den reflekterte strålen danner en rett vinkel med den overførte strålen, har det reflekterte lyset total lineær polarisering, i retningen normal til innfallsplanet og parallelt med den reflekterende overflaten. Innfallsvinkelen som produserer total polarisering ved refleksjon er kjent som Bryggerivinkel.
Noen materialer tillater selektiv overføring av et visst polariseringsplan av den elektriske komponenten i lysbølgen.
Dette er egenskapen som brukes til fremstilling av polariserende filtre, der det vanligvis brukes en jodbasert polymer, strukket til det ytterste og justert som et rutenett, komprimert mellom to glassplater..
Et slikt arrangement fungerer som et ledende rutenett som "kortslutter" den elektriske komponenten i bølgen langs sporene, og lar de tverrgående komponentene passere gjennom polymerbunten. Det overførte lyset blir således polarisert i tverrretningen av striatum.
Ved å plassere et andre polariserende filter (kalt analysator) på det allerede polariserte lyset, kan en lukkereffekt oppnås..
Når orienteringen til analysatoren sammenfaller med polariseringsplanet for det innfallende lyset, passerer alt lyset gjennom, men for den ortogonale retningen slukkes lyset fullstendig.
For mellomposisjonene er det delvis passering av lys, hvis intensitet varierer i henhold til Malus lov:
Jeg = Io Costo(θ).
Lys i vakuum forplanter seg, som alle elektromagnetiske bølger, med en hastighet c 300.000 km / s. Men i et gjennomsiktig medium er hastigheten v det er litt mindre. Kvotienten mellom c Y v det kalles brytningsindeks av det gjennomsiktige mediet.
I noen krystaller, som kalsitt, er brytningsindeksen forskjellig for hver polariseringskomponent. Av denne grunn, når en lysstråle passerer gjennom et glass med dobbeltbrytning, skilles strålen i to stråler med lineær polarisering i ortogonale retninger, som verifisert med et polarisator-analysatorfilter..
Lys reflektert fra overflaten av sjø- eller innsjøvann er delvis polarisert. Lyset fra den blå himmelen, men ikke fra skyene, er delvis polarisert.
Noen insekter liker billen Cetonia aurata reflekterer lys med sirkulær polarisering. Figuren nedenfor viser dette interessante fenomenet, hvor lyset som reflekteres av billen suksessivt kan observeres uten filtre, med et høyre polariserende filter og deretter med et venstre polariserende filter..
I tillegg er det plassert et speil som produserer et bilde med en omvendt polariseringstilstand i forhold til lyset som direkte reflekteres av billen..
Polarisasjonsfiltre brukes i fotografering for å eliminere gjenskinn produsert av reflektert lys fra reflekterende overflater som vann..
De brukes også til å eliminere blending produsert av delvis polarisert blå himmellys, og dermed oppnå bedre kontrastfotografier..
I kjemi, så vel som i næringsmiddelindustrien, kalles et instrument polarimeter, som gjør det mulig å måle konsentrasjonen av visse stoffer som i oppløsning produserer en rotasjon av polarisasjonsvinkelen.
For eksempel, gjennom passering av polarisert lys og ved hjelp av et polarimeter, kan sukkerkonsentrasjonen i juice og drikke raskt bestemmes for å verifisere at den er i samsvar med produsentens standarder og helsekontroller.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.