Полярлық және табиғи жарық. табиғи айырмашылығы поляризацияланған жарық

толқындар екі түрі бар. таралу бағытының бойлық тербелмелі наразылық, параллель. Мысал ауада дыбыс өту болып табылады. Көлденең толқындар қозғалыс бағытына 90 ° бұрышпен болып тәртіпсіздік тұрады. Мысалы, су массасының арқылы көлденең өту толқын оның бетіндегі тік діріл тудырады.

ашылуы

полярлық және табиғи жарық толқыны құбылыс ретінде қарастырылады және оның тербеліс бағыты ашылды бастады кезде XVII ғасырдың ортасында байқалады жұмбақ оптикалық әсерлерін бірқатар, түсіндірді болды. Бірінші деп аталатын поляризация әсері 1669 жылы дат дәрігер Эразм Бартолин тапты. Ғылыми Исландия лонжерона немесе кальций (кальций карбонаты кристалдық формасы) қосарланған рефракция немесе қосарланған лучепреломления байқалады. жарық кальцит кристалл арқылы өтеді кезде екі сурет бір-біріне қатысты ішківедомстволық өндіретін, оны бөледі.

Ньютон бұл құбылыс туралы біледі және, бәлкім, жеңіл тельца екі бейнелерді қалыптастыру себебі болуы мүмкін ассиметрия немесе «бір жақты», бар деп болжайды. Гюйгенс, Ньютон замандасы қарапайым толқындардың екі сыну оның теориясын түсіндіруге алды, бірақ ол күшіне шынайы мағынасын түсінбеді. дейін Двулучепреломление құпия қалды Томас Жас және француз физигі Агустин-Жан Frenel жеңіл толқындар көлденең екендігін ұсынды емес. Қарапайым идея қандай, полярлық және табиғи түсіндіруге мүмкіндік берді жарық. Бұл поляризация әсерлерін талдау үшін табиғи және асқынбаған базаны қамтамасыз.

қос лучепреломления оның толқыны жылдамдығы бар, олардың әрқайсысы поляризация екі ортогоналды, комбинациясы туындаған. Себебі екі компоненттен жылдамдығын айырмашылыққа түрлі сыну көрсеткіштері бар, сондықтан олар басқаша материал арқылы сынады, екі суреттерді өндіру.

Полярлық және табиғи жарық: Maxwell теориясы

Френеля тез Двулучепреломление және басқа да оптикалық әсерлерін бірқатар әкелді, ол көлденең толқындар кешенді моделін әзірледі. Қырық жыл өткен соң, электромагниттік Максвелл теориясы Сәнді жарық көлденең сипатын түсіндіреді.

Электромагниттік толқындар Максвелл тербелмелі қозғалыс бағытына перпендикуляр магнит және электр өрістерінің тұрады. өрістер бір-біріне 90 ° бұрышпен болып табылады. Бұл жағдайда магнит және электр өрістерінің таралу бағыты оңқай координаттар жүйесін қалыптастырады. жиілігі F толқын және оң х бағытта жылжиды ұзындығы X (олар = С λf тәуелділігін қатысты), үшін, өріс математикалық сипатталған:

• E (X, T) = E ₀ COS (2 π х / λ - 2 π фут) у ^;
• ^ - (2 π фут 2 π х / λ) Z B (X, T) B ₀ =, өйткені.

теңдеулер электр және магнит өрістері бір-бірімен фазада екенін көрсетеді. кез келген уақытта, олар бір мезгілде E ₀ және В ₀ тең кеңістікте олардың максималды мәндерін _{жетеді.} Бұл амплитудасы тәуелсіз емес. Максвелл теңдеулері Вакуумдағы барлық электромагниттік толқындар үшін бұл E ₀ = CB ₀ көрсетеді.

поляризация бағыты

Жарық толқындарының магнит және электр өрістерінің сипаттамасы бағдар ғана электр өрісінің бағытын көрсетеді әдетте болып табылады. магнит өрісі векторы перпендикуляр кен және қозғалыс бағыты олардың перпендикуляр талап анықталады. Табиғи және полярлық желілік жарық соңғы саласындағы бұл сипатталады толқын қозғалысы ретінде тіркелген бағыттарда ауытқуы.

өзге де ықтимал поляризация мемлекеттер бар. магниттік және электр өрістерінің дөңгелек векторларының жағдайда тұрақты амплитудасы таралу бағытына қатысты бұрылады. Эллиптически поляризацияланған жарық сызықты және дөңгелек поляризация арасындағы аралық қалыпта болып табылады.

неполяризованных жеңіл

электромагниттік сәуле генерациялау жылытылатын жіп, бетінде атомдары, бір-бірінен тәуелсіз болып табылады. Әрбір радиациялық шамамен 10 ^{-9 -8} 10 секунд қысқа ұзақтығы поездардың ретінде модельдеу мүмкін. жіп электромагниттік толқындар, өз поляризация бағыты бар, олардың әрқайсысы осы поездардың Суперпозиции болып табылады. кездейсоқ бағдарланған сомасы нысандарын тез және тұрақсыз өзгеріп отырады, оның толқыны поляризация векторы дайындайды. Мұндай толқыны неполяризованных деп аталады. Барлық жарық табиғи көздері, Күннің, шамдар, люминесцентті лампалар мен жалын, соның ішінде осындай сәуле шығарады. Алайда, табиғи жарық салдарынан бірнеше шашырау және рефлексия жиі ішінара полярланған.

Осылайша, табиғи полярлық жарық айырмашылық бірінші тербеліс бір жазықтықта орын фактісі тұрады.

полярлық сәуле көздері

кеңістіктік бағдары анықталады кезде поляризацияланған жарық өндірілген болуы мүмкін. Бір мысал жоғары энергия Магнит өрісіндегі қозғалатын зарядталған бөлшектердің және полярлық электромагниттік толқынын шығаратын онда синхротронного сәуле болып табылады. әрине, полярлық жарық шығаратын көптеген белгілі астрономиялық көздері бар. Бұл тұмандықтарды, тым жаңа қалдықтары, және белсенді ядро кіреді. ғарыштық сәуле поляризация оның көздерін қасиеттерін анықтау мақсатында оқытылады.

POLAROID сүзгі

Полярлық және табиғи жарық американдық физик Эдвин Жер құрылған поляроид, ең таралған, оның материалдарын бірқатар арқылы өтетін бөлінген. сүзгі термоөңдеу процесінің бір бағытта бағдарланған көмірсутек молекулаларының ұзақ тізбектерінің тұрады. іріктеп сәуле сіңіру үшін молекуласы, электр өрісі өз бағдар параллель болып табылады. поляризатора қалдырып жеңіл полярлық желілік. молекулалық бағдар бағытына перпендикуляр Оның электр өрісі. Polaroid көрініс және шашыраңқы жарық әсерін азайту күннен қорғайтын көзілдіріктер мен сүзгілер, оның ішінде көптеген салаларда, қолданбаны тапты.

Табиғи және поляризацияланған жарық: Малюс заңы

1808 жылы, физик Этьен Луи Malus жеңіл ішінара полярлық, металл емес шағылысқан беттерін деп тапты. Осы әсердің көлемі құлау бұрышы және тартатын материалдың сыну көрсеткішінің байланысты. ауада құлау бұрышы жанама тартатын материалдың сыну көрсеткішінің тең төтенше жағдайлардың бірінде, шағылысқан жарық толығымен полярлық желілік айналады. Бұл құбылыс (оның ашушы атындағы, шотланд физигі Дэвид Брюстер) Брюстер заңы ретінде белгілі. көрсететін бетіне параллель поляризация бағыты. флуоресцентті бекітті әдетте осындай жолдар мен су сүзгілер ретінде көлденең беттерді көрсетілген кезде орын алуы бері әдетте көлденеңінен полярлық жарық қалады, сондықтан селективті жарық шағылысуын жою үшін көзілдірік пайдаланылады.

Rayleigh шашырау

өлшемдері толқын ұзындығы (ағылшын ғалымы Лорд Рэлея кейін деп аталатын Rayleigh шашырау) әлдеқайда аз өте аз объектілерді, жарықтың шашырау, сондай-ақ ішінара жіктелу жасайды. күн сәулесінің Жер атмосферасындағы арқылы өтеді кезде, ол әуе молекулалар ратып. Жер және шашыраңқы полярлық табиғи жарық жетеді. поляризация дәрежесі бұрышын шашырау тәуелді. адам табиғи және полярлық жарық ажырата емес, бері, бұл тиімділік әдетте елеусіз жүріп. Дегенмен, көптеген жәндіктердің көз оған жауап, және олар навигация құралы ретінде Ұмытшақ салыстырмалы жіктелу пайдаланыңыз. жарқын күн сәулесінің радиациялық фон азайту үшін қолданылады Қалыпты сүзгі камера, полярлық жарық және табиғи реле ажыратады қарапайым сызықтық поляризатор, болып табылады.

анизотропты материалдар

Жіктелу әсерлер оптикалық анизотропты материалдар (онда байқалады сыну осындай двулучепреломление кристалдардың, кейбір биологиялық құрылымдар мен оптикалық белсенді материалдар ретінде поляризация бағыты өзгереді). Технологиялық өтініштер Поляризациялық микроскоптар, сұйық кристалды дисплей мен материалдар ғылыми-зерттеу үшін пайдаланылатын оптикалық құралдарын қамтиды.