- Lineært polarisert lys
- Sirkulært polarisert lys
- Elliptisk polarisert lys
- Refleksjonspolarisert lys
- Refraksjonspolarisert lys
- Spredt polarisert lys
- Birefringence polarisert lys
- referanser
Det polariserte lyset er elektromagnetisk stråling som vibrerer i ett plan vinkelrett på forplantningsretningen. Vibrasjonen i et plan betyr at den elektriske feltvektoren til lysbølgen svinger parallelt med et rom med to rektangulære komponenter, som tilfellet er i xy-polarisasjonsplanet.
Naturlig eller kunstig lys er et bølgetog med elektromagnetisk stråling hvis elektriske felt svinger tilfeldig i alle plan vinkelrett på forplantningsretningen. Når bare en del av strålingen er begrenset til å svinge i et enkelt plan, sies lyset å være polarisert.
Vertikalt polariserte lysbølger i et plan som ikke-polariserte lysbølger påvirker et polarisasjonsgitter. Av Bob Melish (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wire-grid-polarizer.svg) Wikimedia Commons
En måte å oppnå polarisert lys er ved å slå en lysstråle på et polarisasjonsfilter, som består av en polymerstruktur orientert i en enkelt retning, slik at bare bølger som svinger i samme plan kan passere mens resten av bølgene blir absorbert. .
Lysstrålen som går gjennom filteret har en lavere intensitet enn den innfallende strålen. Denne funksjonen 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 være lineært, sirkulært eller elliptisk polarisert avhengig av retningen på bølgeforplantningen. Polarisert lys kan også oppnås ved fysiske prosesser som refleksjon, brytning, diffraksjon og dobbeltbrytning.
Lineært polarisert lys
Når lysbølgens elektriske felt oscillerer konstant og beskriver en rett linje i planet vinkelrett på forplantningen, sies lyset å være lineært polarisert. I denne polariseringstilstanden er fasene til de to komponentene i det elektriske feltet de samme.
Hvis to lineært polariserte bølger, vibrerende i plan vinkelrett på hverandre, legges over hverandre, oppnås en annen lineær polarisert bølge. Den oppnådde lysbølgen vil være i fase med de forrige. To bølger er i fase når de presenterer den samme forskyvningen på samme tid.
Lineær, sirkulær og elliptisk polarisering. Av Inductiveload. (Https://commons.wikimedia.org)
Sirkulært polarisert lys
Lysbølgen hvis elektriske feltvektor svinger på en sirkulær måte i samme plan vinkelrett på forplantningen, er sirkulært polarisert. I denne polariseringstilstanden forblir størrelsen på det elektriske feltet konstant. Retningen til det elektriske feltet er medurs eller mot klokken.
Det elektriske feltet for polarisert lys beskriver sirkulære baner med konstant vinkelfrekvens ω.
To lineært polariserte lysbølger som er lagt hverandre vinkelrett på hverandre, med en faseforskjell på 90 °, danner en sirkulært polarisert lysbølge.
Elliptisk polarisert lys
I denne polariseringstilstanden beskriver lysbølgens elektriske felt en ellipse i hele planet vinkelrett på forplantningen og er orientert i en retning med urviseren eller mot klokken.
Superposisjonen av to lysbølger vinkelrett på hverandre, den ene med lineær polarisering og den andre med sirkulær polarisering, og med en faseforskyvning på 90 °, resulterer i en lysbølge med elliptisk polarisering. Den polariserte lysbølgen ligner på sirkulær polarisering, men med størrelsen på det elektriske feltet varierende.
Refleksjonspolarisert lys
Refleksjonspolarisert lys ble oppdaget av Malus i 1808. Malus observerte at når en stråle med ikke-polarisert lys treffer en godt polert, gjennomsiktig glassplate, blir en del av lyset bryt når den passerer gjennom platen og den andre delen reflekteres og dannes en vinkel på 90 ° mellom den refrakterte strålen og den reflekterte strålen.
Den reflekterte lysstrålen er lineært polarisert ved å svinge i et plan vinkelrett på forplantningsretningen, og polarisasjonsgraden avhenger av forekomstvinkelen.
Innfallsvinkelen som den reflekterte lysstrålen er fullstendig polarisert kalles Brewster-vinkelen (θ B )
Refraksjonspolarisert lys
Hvis en upolarisert lysstråle inntreffer med en Brewster-vinkel (θ B ) på en bunke med glassplater, reflekteres noen av vibrasjonene vinkelrett på forekomstplanet fra hver av platene, og resten av vibrasjonene brytes.
Nettoresultatet er at alle de reflekterte bjelkene er polarisert i samme plan mens de refrakterte bjelkene er delvis polariserte.
Jo større antall overflater, vil den brytede strålen miste flere og flere svingninger vinkelrett på planet. Til slutt vil det sendte lyset være lineært polarisert i samme forekomstplan som det ikke-polariserte lyset.
Spredt polarisert lys
Lyset som faller på små partikler suspendert i et medium, blir absorbert av dets atomstruktur. Det elektriske feltet indusert i atomene og molekylene har vibrasjoner parallelt med svingningsplanet for det innfallende lyset.
På samme måte er det elektriske feltet vinkelrett på forplantningsretningen. Under denne prosessen avgir atomene fotoner av lys som avbøyes i alle mulige retninger.
De utsendte fotonene utgjør et sett med bølger av lys spredt av partiklene. Delen av det spredte lyset vinkelrett på den innfallende lysstrålen er lineært polarisert. Den andre delen av lys spredt i parallell retning er ikke polarisert, resten av lyset spredt av partiklene er delvis polarisert.
Spredning av partikler med en størrelse som kan sammenlignes med bølgelengden til det innfallende lyset kalles Rayleigh-spredning. Denne typen spredning gjør det mulig å forklare den blå fargen på himmelen eller den røde fargen på solnedgangen.
Rayleigh-spredning har en avhengighet omvendt proporsjonal med den fjerde kraften i bølgelengden (1 / λ 4 ).
Birefringence polarisert lys
Birefringence er en karakteristisk egenskap for noen materialer som kalsitt og kvarts som har to brytningsindekser. Birefringent polarisert lys oppnås når en lysstråle faller på et birefringent materiale, som skilles i en reflektert stråle og to refrakterte stråler.
Av de to refrakterte strålene avviker den ene mer enn den andre, svingende vinkelrett på forekomstplanet, mens den andre svinger parallelt. Begge strålene dukker opp fra materialet med lineær polarisering til forekomstplanet.
referanser
- Goldstein, D. Polarisert lys. New York: Marcel Dekker, inc, 2003.
- Jenkins, FA og White, H E. Fundamentals of Optics. NY: McGraw Hill Higher Education, 2001.
- Saleh, Bahaa E. A og Teich, M C. Fundamentals of photonics. Canada: John Wiley & Sons, 1991.
- Guenther, R D. Moderne optikk. Canada: John Wiley & Sons, 1990.
- Bohren, CF og Huffman, D R. Absorpsjon og spredning av lys av små partikler. Canada: Jhon Wiley & Sons, 1998.