Поларизована и природне светлости. поларизована светлост за разлику од природног

Таласи су две врсте. Уздужна вибрациони пертурбатион паралелан њиховом правцу распростирања. Пример за то је пролаз звука у ваздуху. Трансверзални талас се састоји од поремећаја који су под углом од 90 ° у односу на правац кретања. На пример, талас пролази хоризонтално кроз масу воде узрокује вертикалне вибрације на својој површини.

Откриће

Један број мистериозних оптичких ефеката посматраних у средини КСВИИ века, је објаснио, када је почео поларизована и природне светлости треба посматрати као талас феномен и правац његових вибрација откривени су. Први тзв поларизација ефекат је открио дански лекар Ерасмус Бартхолин у 1669. Сциентифиц примећено Двојно преламање или индекса преламања у Исланду Спар или калцијум (кристални облик калцијум карбоната). Када светлост пролази кроз калцита кристал се цепа, производњу две слике се померају у односу на једни другима.

Њутн знају о овом феномену и указује на то да можда светлосних зрнца имају асиметрија или "једностран", који би могао бити узрок формирања две слике. Хајгенс, савременик Њутн био у стању да објасни своју теорију двоструког преламања елементарних таласа, али није разумео право значење ефекта. Индекса преламања остала је мистерија све док Томас Млади и француски физичар Августин-Жан Френел се не сугерише да светлосни таласи су попречни. Једноставна идеја је дозвољено да објасни шта поларизовани и природно светло. Ово под условом природан и једноставан оквир за анализирање поларизациони ефекти.

Бирефрингенције је узрокована комбинацијом два ортогонална поларизације, од којих сваки има свој талас брзину. Због разлике у брзини од две компоненте имају различите индекса преламања, и зато су различито преламају кроз материјал, производе две слике.

Поларизована и природне светлости: Максвел теорија

Фреснел брзо развио свеобухватни модел попречних таласа, што је довело до бирефрингенције и низ других оптичких ефеката. Четрдесет година касније, електромагнетном Маквелл теорија елегантно објашњава попречна природу светлости.

Електромагнетни таласи Максвел састављен од магнетних и електричних поља управно на правац кретања осцилира. Поља су под углом од 90 ° према другом. У том случају правац простирања магнетних и електричних поља формирају систем дешњак координата. За талас са фреквенцијом ф и дужине λ (они односе зависност λф = Ц), који се креће у позитивном к смеру, поља су описани математички:

• Е (к, т) = Е ₀ јер (2 π х / λ - 2 Ш фут) И ^;
• Б (к, т) = Б ₀ цос (2 π к / λ - 2 π фт) з ^.

Једначине показују да електричног и магнетног поља су у фази једни са другима. У било ком тренутку, они истовремено постигну своје максималне вредности у простору једнака Е ₀ и Б _0. Ове амплитуде нису независни. Максвелове једначине открива да је Е ₀ = ЦБ ₀ за све електромагнетних таласа у вакууму.

поларизација правац

У опису оријентацији магнетних и електричних поља светлосних таласа су обично само указују на правац електричног поља. Магнетно поље вектор одређује захтевима вертикалност поља и њихове вертикале на смер кретања. Природни и линеарно поларизована светлост је карактеристичан по томе у последње поље осцилирају у основна правца као покрета таласа.

Постоје и други могући поларизације државе. У случају кружних вектора на магнетним и електричним пољима се окрећу у односу на правац простирања при константној амплитуди. Елиптично поларизована светлост у средњем положају између линеарне и циркуларне поларизације.

унполаризед светло

Атоми на површини жестоке влакна, које генеришу електромагнетно зрачење, су, независно један од другог. Сваки зрачење се може приближно моделира као возова кратког трајања 10 ^-9 до 10 ^-8 секунди. Електромагнетни таласи из влакна, је суперпозиција ових возова, од којих свака има своју поларизације правац. Износ ориентед насумице обучава облике талас поларизација вектор који брзо и чудно варира. Такав талас се зове унполаризед. Све природни извори светлости, укључујући Сун, сијалице са ужареним влакном, и флуоресцентне лампе пламену, произвести такве радијације. Међутим, природна светлост је често делимично поларизована због вишеструког расејања и рефлексије.

Дакле, разлика од природног поларизоване светлости се састоји у чињеници да је у првих осцилације појавити у авиону.

Извори поларизоване зрачења

Поларизована светлост може произвести када просторна оријентација одређено. Један пример је синцхротрон зрачење, где високе енергије напуњена честице креће у магнетном пољу и емитују поларизовани електромагнетних таласа. Постоје многе познате астрономске извори који емитују природно поларизоване светлости. Ово укључује маглине, остаци супернових и активних галактичких језгара. космичког зрачења поларизација је студирао како би се утврдило својства својих извора.

Полароид филтера

Поларизована и природне светлости су раздвојени пролазе кроз велики број материјала, од којих је најчешћи је Полароид, створио амерички физичар Едвин Ланд. Филтер се састоји од дугих ланаца угљоводоника молекула оријентисаних у једном смеру процесом термичке обраде. Молецуле да селективно апсорбују зрачење, електрично поље је паралелан са њихове оријентације. Светло остављајући поларизер је линеарно поларизована. Његова електрично поље управно на правац оријентације молекула. Полароид је нашао примену у многим областима, укључујући и наочара за сунце и филтера који смањују ефекат рефлектује и разбацане светлости.

Природно и поларизована светлост: закон малус

1808. физичар Етиенне Лоуис Малус открили да светлост рефлектује од неметалних површинама, делимично поларизован. Обим овог ефекта зависи од углом и индекса преламања од размишља материјала. У једном од екстремним случајевима када је тангенс угла инциденције у ваздуху је једнак индексу рефракције на рефлекторним материјама, рефлектована светлост се потпуно линеарно поларизована. Овај феномен је познат као Бревстер закону (названо по проналазач, шкотски физичар Дејвид Бревстер). Правац поларизације паралелан одражава површину. Пошто флуоресцент гларе обично јављају после рефлексије хоризонталне површине као што су путеви и филтера за воду се обично користе у сунглассес остати хоризонтално поларизоване светлости и стога селективно уклонити рефлексије светлости.

рејлијево расејање

Расипање светлости веома мале објекте чије димензије су много мањи од таласне дужине (тзв рејлијево расејање након енглеског научника Господе Раилеигх), такође ствара делимични поларизацију. Када сунчева светлост пролази кроз Земљину атмосферу, је расут по молекула ваздуха. Земља и достиже разбацане поларизовани природну светлост. Степен поларизације зависи од расејања угао. Пошто човек не прави разлику између природног и поларизоване светлости, овај ефекат се обично иде незапажено. Ипак, очи многих инсеката реагују на њега, и они користе релативну поларизацију разбацане зрачења као навигациони алат. Нормално Филтер камера која се користи за смањење зрачења у јаком сунцу, је проста линеарна поларизатор, која раздваја поларизоване светлости и природну Раилеигх.

анизотропних материјали

Поларизације ефекти су примећени у оптички анизотропних материјала (у којима је индекс преламања варира са правцем поларизације), попут бирефрингент кристали, неких биолошких структура и оптички активних материјала. Технолошки апликације укључују поларизациони микроскопа, течног кристала дисплеја и оптичке инструменте користе за истраживање материјала.