Fizikal

Apa itu cahaya terpolarisasi?

Apa itu cahaya terpolarisasi?

The Cahaya polarisasi Ia adalah sinaran elektromagnet yang bergetar dalam satu satah berserenjang dengan arah penyebaran. Getaran dalam satah bermaksud bahawa vektor medan elektrik gelombang bercahaya.

Lampu semula jadi atau buatan adalah kereta api gelombang radiasi elektromagnetik yang medan elektriknya secara rawak berkisar pada semua pesawat tegak lurus ke arah penyebaran. Apabila hanya sebahagian daripada radiasi yang terhad kepada berayun dalam satu satah, dikatakan bahawa cahaya dipolarisasi.

Gelombang cahaya terpolarisasi secara menegak dalam satah ketika mempengaruhi gelombang cahaya yang tidak polarisasi dalam grid polarisasi. Oleh Bob Melish (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/fail: wayar-flo-polariser.SVG) Wikimedia Commons

Salah satu cara untuk mendapatkan cahaya terpolarisasi adalah mempengaruhi kilat dalam penapis polarisasi, yang terdiri daripada struktur polimer yang berorientasikan dalam satu arah yang hanya membolehkan gelombang yang berayun dalam satah yang sama manakala seluruh gelombang diserap.

Cahaya kilat yang melintasi penapis mempunyai intensiti kurang daripada sinar kejadian. Keistimewaan ini adalah cara untuk membezakan cahaya dan cahaya yang tidak terpolarisasi. Mata manusia tidak mempunyai keupayaan untuk membezakan antara satu dan yang lain.

Cahaya boleh dipolarisasi dalam cara linear, bulat atau elips bergantung pada arah penyebaran gelombang. Begitu juga, cahaya terpolarisasi dapat diperoleh melalui proses fizikal seperti refleksi, pembiasan, pembelauan dan birrefringence.

[TOC]

Cahaya polarisasi linear

Apabila medan elektrik gelombang cahaya sentiasa berayun, menggambarkan garis lurus dalam satah tegak lurus dengan penyebaran, dikatakan bahawa cahaya dipolarisasi secara linear. Dalam keadaan polarisasi ini fasa dua komponen medan elektrik adalah sama.

Ia dapat melayani anda: Beban Radial: Bagaimana ia dikira, latihan diselesaikan

Sekiranya dua gelombang, terpolarisasi secara linear, yang bergetar dalam pesawat tegak lurus antara satu sama lain bertindih, satu lagi gelombang polarisasi linear diperolehi. Gelombang cahaya akan berada dalam fasa dengan sebelumnya. Dua gelombang berada dalam fasa apabila mereka mempunyai anjakan yang sama pada masa yang sama.

Polarisasi linear, bulat dan elips. Oleh inductiveload. (https: // commons.Wikimedia.org)

Cahaya polarisasi bulat

Gelombang bercahaya yang vektor medan elektriknya berkisar dengan bulat dalam satah yang sama tegak lurus dengan penyebaran, dipolarisasi secara bulat. Dalam keadaan polarisasi ini magnitud medan elektrik tetap tetap. Orientasi medan elektrik berada di arah jarum jam atau ke arah yang bertentangan.

Bidang elektrik cahaya terpolarisasi menerangkan trajektori bulat dengan kekerapan sudut Ω malar.

Dua gelombang cahaya terpolarisasi linear yang bertindih berserenjang antara satu sama lain, dengan perbezaan fasa 90 °, membentuk gelombang cahaya terpolarisasi.

Cahaya terpolarisasi elips

Dalam keadaan polarisasi ini, medan elektrik gelombang cahaya menerangkan elips di seluruh satah tegak lurus dengan penyebaran dan berorientasikan ke arah putaran jarum jam atau ke arah yang bertentangan.

Pertindihan dua gelombang cahaya berserenjang antara satu sama lain, satu dengan polarisasi linear dan satu lagi dengan polarisasi bulat, dan dengan lag 90 °, menghasilkan gelombang cahaya dengan polarisasi elips. Gelombang cahaya terpolarisasi adalah serupa dengan kes polarisasi bulat tetapi dengan magnitud medan elektrik yang berbeza -beza.

Cahaya terpolarisasi dengan refleksi

Cahaya terpolarisasi oleh refleksi ditemui oleh Malus pada tahun 1808.  Malus mengamati bahawa apabila sinar cahaya yang tidak dipotong mempengaruhi plat kaca yang digilap dan telus, sebahagian daripada cahaya dibiaskan apabila plat diseberang dan bahagian lain dicerminkan membentuk sudut 90 ° antara kilat refraktif dan kilat dicerminkan.

Boleh melayani anda: gelombang salib

Sinar cahaya yang dicerminkan secara linear terpolarisasi apabila berayun dalam satah berserenjang dengan arah penyebaran dan tahap polarisasinya bergantung pada sudut kejadian.

Sudut kejadian di mana rasuk cahaya yang dicerminkan sepenuhnya dipolarisasi dipanggil Sudut Brewster (θB)

Cahaya terpolarisasi oleh pembiasan

Sekiranya rasuk cahaya yang tidak polarisasi mempunyai sudut brewster (θB) Pada timbunan plat kaca, beberapa getaran berserenjang dengan satah insiden dicerminkan dalam setiap plat dan selebihnya getaran.

Hasil bersih adalah bahawa semua yang dicerminkan adalah terpolarisasi dalam satah yang sama sementara refracted sebahagiannya terpolarisasi.

Semakin tinggi bilangan permukaan, sinar refracted akan kehilangan lebih banyak ayunan tegak lurus ke pesawat. Akhirnya cahaya yang ditransmisikan akan dipolarisasi secara linear dalam satah yang sama dengan kejadian cahaya yang tidak polarisasi.

Penyebaran cahaya terpolarisasi

Cahaya yang mempengaruhi zarah kecil yang digantung dalam medium diserap oleh struktur atomnya. Medan elektrik yang disebabkan oleh atom dan molekul mempunyai getaran selari dengan satah berayun cahaya.

Begitu juga, medan elektrik berserenjang dengan arah penyebaran. Semasa proses ini atom memancarkan foton cahaya yang menyimpang dalam semua alamat yang mungkin.

Foton yang dikeluarkan merupakan satu set gelombang zarah yang tersebar. Bahagian cahaya yang tersebar tegak lurus dengan sinar cahaya cahaya dipolarisasi secara linear. Bahagian lain yang tersebar selari tidak terpolarisasi, selebihnya cahaya yang disebarkan oleh zarah -zarahnya dipolarisasi sebahagiannya.

Ia boleh melayani anda: Nombor Massa: Apa itu dan Cara mendapatkannya (dengan contoh)

Penyebaran zarah dengan saiz setanding dengan panjang gelombang cahaya insiden dipanggil penyebaran rayleight. Penyebaran jenis ini membolehkan untuk menerangkan warna biru langit atau warna merah matahari terbenam.

Penyebaran Rayleight mempunyai kebergantungan berkadar terbalik pada kuasa keempat panjang gelombang (1/λ4).

Cahaya terpolarisasi oleh birrefringencia

Birrefringencia adalah sifat ciri beberapa bahan seperti kalsit dan kuarza yang mempunyai dua indeks pembiasan. Cahaya terpolarisasi oleh birrefringency diperolehi apabila sinar cahaya mempengaruhi bahan birrefringent yang memisahkan menjadi sinar yang tercermin dan dua sinar refracted.

Daripada kedua -dua sinar refraktif seseorang menyimpang lebih banyak daripada yang lain berayun tegak lurus ke satah kejadian manakala yang lain berayun selari. Kedua -dua sinar muncul dari bahan dengan polarisasi linear ke satah kejadian.

Rujukan

  1. Goldstein, d. Cahaya polarisasi. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
  2. Jenkins, FA dan Putih, H e. Asas optik. NY: Pendidikan Tinggi McGraw Hill, 2001.
  3. Saleh, Bahaa dan. A y teich, m c. Asas fotonik. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
  4. Guenther, r d. Optik moden. Kanada: John Wiley & Sons, 1990.
  5. Bohren, CF dan Huffman, D R. Penyerapan dan penyebaran cahaya oleh zarah kecil. Kanada: Jhon Wiley & Sons, 1998.