Hva er polarisert lys?

De Polarisert lys Det er den elektromagnetiske strålingen som vibrerer i et enkelt plan vinkelrett på forplantningsretningen. Vibrasjonen i et plan betyr at den elektriske feltvektoren til den lysende bølgen.

Naturlig eller kunstig lys er et tog med elektromagnetiske strålingsbølger hvis elektriske felt tilfeldig varierer på alle plan vinkelrett på forplantningsretningen. Når bare en del av strålingen er begrenset til å svinge i et enkelt plan, sies det at lyset er polarisert.

Polarisert lysbølge vertikalt i et plan når du påvirker ikke -polariserte lysbølger i et polarisasjonsnett. Av Bob Melish (https: // Commons.Wikimedia.org/wiki/fil: wire-flo-polarizer.SVG) Wikimedia Commons

En måte å oppnå polarisert lys er å påvirke lynet i et polariserende filter, som består av en polymerstruktur orientert i en retning, slik at bare bølgene som svinger i samme plan mens resten av bølgene blir absorbert.

Lynlyset som krysser filteret har mindre intensitet enn hendelsesstrålen. Denne spesifikke er en måte å skille mellom polarisert lys og ikke -polarisert lys. Det menneskelige øyet har ikke evnen til å skille mellom det ene og det andre.

Lys kan polariseres på en lineær, sirkulær eller elliptisk måte avhengig av bølgeutbredelsesretningen. På samme måte kan polarisert lys oppnås gjennom fysiske prosesser som refleksjon, brytning, diffraksjon og birefringence.

[TOC]

Polarisert lys lineært

Når det elektriske feltet til lysbølgene konstant svinger, og beskriver en rett linje i planet vinkelrett på forplantningen, sies det at lyset er lineært polarisert. I denne polariseringstilstanden er fasene til de to komponentene i det elektriske feltet de samme.

Det kan tjene deg: Radial belastning: Hvordan den beregnes, løste øvelser

Hvis to bølger, lineært polarisert, som vibrerer i vinkelrett plan med hverandre er overlapping, oppnås en annen lineært polarisert bølge. Lysbølgen vil være i fase med forrige. To bølger er i fase når de har samme forskyvning samtidig.

Lineær, sirkulær og elliptisk polarisering. Av induktivlast. (https: // commons.Wikimedia.org)

Sirkulært polarisert lys

Den lysende bølgen hvis elektriske feltvektor varierer sirkulært i samme plan vinkelrett på forplantning, er sirkulært polarisert. I denne polariseringstilstanden forblir størrelsen på det elektriske feltet konstant. Orienteringen av det elektriske feltet er i retning av klokken nåler eller i motsatt retning.

Elektrisitetsfeltet med polarisert lys beskriver sirkulære bane med en vinkelfrekvens Ω konstant.

To lineært polariserte lysbølger som overlapper vinkelrett på hverandre, med en 90 ° faseforskjell, danner en sirkulært polarisert lysbølge.

Elliptisk polarisert lys

I denne polariseringstilstanden beskriver det elektriske feltet i lysbølgen en ellipse i hele planet vinkelrett på forplantning og er orientert i rotasjonsretningen til klokken nåler eller i motsatt retning.

Overlappingen av to lysbølger vinkelrett på hverandre, en med lineær polarisering og en annen med sirkulær polarisering, og med en 90 ° etterslep, resulterer i en bølge av lys med elliptisk polarisering. Den polariserte lysbølgen ligner på tilfellet med sirkulær polarisering, men med størrelsen på det elektriske feltet varierer.

Polarisert lys ved refleksjon

Polarisert lys ved refleksjon ble oppdaget av Malus i 1808.  Malus observerte at når en stråle av ikke -polarisert lys påvirker en godt polert og gjennomsiktig glassplate, blir en del av lyset brytes når platen krysses og den andre delen reflekteres og danner en vinkel på 90 ° mellom brytningslynet og lynet reflektert.

Kan tjene deg: tverrbølge

Den reflekterte lysstrålen er lineært polarisert når den svinger i et plan vinkelrett på forplantningsretningen, og dens polariseringsgrad avhenger av forekomstvinkelen.

Forekomstvinkelen som den reflekterte lysstrålen er fullstendig polarisert, kalles Brewster vinkel (θ_B)

Polarisert lys ved brytning

Hvis en ikke -polarisert lysstråle har en bryggervinkel (θ_B) På en bunke med glassplater gjenspeiles noen av vibrasjonene vinkelrett på forekomstplanet i hver av platene, og resten av vibrasjonene blir brytet.

Nettoresultatet er at alle de reflekterte gjør er polarisert i samme plan mens de brytes er delvis polarisert.

Jo høyere antall overflater, den brytede strålen mister flere og flere svingninger vinkelrett på planet. Til slutt vil det overførte lyset være lineært polarisert i samme forekomstplan for ikke -polarisert lys.

Spredning polarisert lys

Lyset som påvirker små partikler suspendert i et medium blir absorbert av atomstrukturen. Det elektriske feltet indusert i atomer og molekyler har vibrasjoner parallelt med lysets svingende plan.

På samme måte er det elektriske feltet vinkelrett på forplantningsretningen. Under denne prosessen avgir atomene fotoner av lys som avviker i alle mulige adresser.

De utstedte fotonene utgjør et sett med bølger av partiklene spredt. Den delen av det spredte lyset vinkelrett på lysstrålen er lineært polarisert. Den andre delen av spredt lys parallelt er ikke polarisert, resten av lyset spredt av partiklene er delvis polarisert.

Det kan tjene deg: Massenummer: Hva er det og hvordan du får det (med eksempler)

Spredning av partikler med størrelse som kan sammenlignes med bølgelengden til det innfallende lyset, kalles Rayleight -spredning. Denne typen spredning gjør det mulig å forklare den blå fargen på himmelen eller den røde fargen på solnedgangen.

Rayleight -spredning har en omvendt proporsjonal avhengighet av den fjerde kraften til bølgelengden (1/λ⁴).

Polarisert lys ved Birrefringencia

Birrefringencia er en karakteristisk egenskap av noen materialer som kalsitt og kvarts som har to brytningsindekser. Det polariserte lyset ved birrefringency oppnås når en lysstråle påvirker et birefringent materiale som skiller seg ut i en reflektert stråle og to brytede stråler.

Av de to brytningsstrålene avviker den en. Begge strålene dukker opp fra materialet med lineær polarisering til forekomstplanet.

Referanser

1. Goldstein, d. Polarisert lys. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
2. Jenkins, FA og White, h e. Grunnleggende om optikk. NY: Higher Education McGraw Hill, 2001.
3. Saleh, Bahaa og. A y teich, m c. Grunnleggende om fotonikk. Canada: John Wiley & Sons, 1991.
4. Guenther, R D. Moderne optikk. Canada: John Wiley & Sons, 1990.
5. Bohren, CF og Huffman, D R. Absorpsjon og spredning av lys med små partikler. Canada: Jhon Wiley & Sons, 1998.