MuodostusTiede

Polarisoitunut ja luonnonvaloa. polarisoitu valo toisin kuin luonnollinen

Aallot ovat kahdenlaisia. Pituussuunnassa värähtelyjen häiriön yhdensuuntaisesti niiden etenemissuunta. Eräs esimerkki on kulkua ääni ilmassa. Poikittainen aallot muodostuvat häiriöt, jotka ovat kulmassa 90 ° liikkeen suuntaan. Esimerkiksi, aalto kulkee vaakasuunnassa läpi veden massa aiheuttaa pystysuoraa tärinää sen pinnalla.

Löytö

Useita salaperäinen optisia efektejä havaittu keskellä XVII luvulla, on selitetty, kun polaroitu ja luonnonvaloa alkoi pidettävä aalto ilmiö ja suuntaa sen värähtelyt löydettiin. Ensimmäinen niin kutsuttu polarisaatiovaikutus löysi tanskalainen lääkäri Erasmus Bartholin vuonna 1669. Tieteellinen havaittu kahtaistaittuvuuden tai kahtaistaitteisuuden Islannissa sparrata tai kalsium (kidemuoto kalsiumkarbonaattia). Kun valo kulkee kalsiittikidemuodossa jakaa se, joka tuottaa kaksi kuvaa siirretään toistensa suhteen.

Newton tietää tästä ilmiöstä ja viittaa siihen, että ehkä kevyt verisoluja on epäsymmetriaa tai "yksipuolinen", joka voisi olla syy muodostaa kaksi kuvaa. Huygens, aikalainen Newton osasi selittää hänen teoriansa kahtaistaittuvuuden alkeet aaltoja, mutta hän ei ymmärtänyt todellisen merkityksen vaikutuksen. Birefringence pysyi mysteeri, kunnes Thomas Young ja Ranskan fyysikko Augustin-Zhan Frenel ei ole väitetty, että valonsäteet ovat poikittaisia. Yksinkertainen idea on mahdollistanut selittää, mitä polarisoitunutta ja luonnon valoa. Tämä tarjosi luonnollinen ja mutkaton arviointimenetelmä polarisaatio vaikutuksia.

Kahtaistaitteisuus johtuu kahden ortogonaalisen polarisaation, joista kukin on sen aallon nopeus. Eron vuoksi nopeus kahdesta komponentista on erilaiset taitekertoimet, ja sen vuoksi ne ovat eri taittuvat materiaalin läpi, tuottaa kaksi kuvaa.

Polarisoitunut ja luonnonvaloa: Maxwell teoriassa

Fresnel nopeasti kehittäneet kattavan poikittaisia aaltoja, jotka johtivat birefringence ja useita muita optisia efektejä. Neljäkymmentä vuotta myöhemmin, sähkömagneettinen Maxwellin teoriaa elegantisti selittää poikittainen luonne valoa.

Sähkömagneettiset aallot Maxwell koostuu magneetti- ja sähkökenttien kohtisuorassa värähtelevän liikkeen. Kentät ovat kulmassa 90 ° toisiinsa nähden. Tässä tapauksessa etenemissuunta magneetti- ja sähkökentät muodostavat oikeakätinen koordinaatistossa. Varten aallon taajuuden f ja pituus λ (ne liittyvät riippuvuus Xf = c), joka liikkuu positiiviseen x-suuntaan, kentät kuvataan matemaattisesti:

  • E (x, t) = E 0 cos (2 π x / λ - 2 π ft) y ^;
  • B (x, t) = B 0 cos (2 π x / λ - 2 π ft) z ^.

Yhtälöt osoittavat, että sähkö- ja magneettikentät ovat samassa vaiheessa toistensa kanssa. Milloin tahansa, he samalla saavuttavat enimmäisarvot tilassa yhtä suuri kuin E 0 ja B 0. Nämä amplitudit eivät ole riippumattomia. Maxwellin yhtälöt osoittavat, että E 0 = cB 0 kaikissa sähkömagneettisten aaltojen vakuumissa.

polarisaation suunta

Kuvauksessa suunta magneetti- ja sähkökentät valonsäteet ovat tyypillisesti vain osoittavat suunnan sähkökentän. Magneettikentän vektori määritetään vaatimus pystysuoruus kentät ja niiden kohtisuoruutta liikkeen suuntaan. Luonnon ja lineaarisesti polarisoidun valon, tunnettu siitä, että viimeisen kentän värähtelemään kiinteiden suuntiin liikkeen aalto.

On myös muita mahdollisia polarisaatio toteaa. Tapauksessa pyöreä vektorit magneetti- ja sähkökentät ovat kierretään suhteessa etenemissuuntaan nähden vakio amplitudi. Elliptisesti polarisoitu valo on väliasennossa lineaarinen ja ympyräpolarisaatio.

polarisoimaton valo

Atomia pinnalle kuumennetun filamentin, joka tuottaa sähkömagneettista säteilyä, ovat, toisistaan riippumatta. Kukin säteily voidaan noin mallintaa junat lyhyen ajan 10 -9-10 -8 sekuntia. Sähkömagneettisia aaltoja filamentti, on superpositio näiden junien, joista jokainen on oma polarisaatio suuntaan. Määrä suuntautunut satunnaisesti junat muodostaa aallon polarisaatio vektori, joka vaihtelee nopeasti ja sattumanvaraisesti. Tällainen aalto on nimeltään polaroimattomassa. Kaikki luonnon valonlähteet, kuten Sun, hehkulamput, loisteputket ja liekit tuottavat sellaista säteilyä. Kuitenkin luonnonvaloa on usein osittain polarisoitunut takia moninkertaista sirontaa ja pohdintaa.

Näin ollen ero luonnon polarisoitunut valo muodostuu siitä, että ensimmäisessä värähtelyjä esiintyy tasossa.

Lähteet polarisoitunut säteily

Polarisoitunut valo voidaan tuottaa, kun avaruudellinen suuntautuminen määritetään. Yksi esimerkki on Synkrotronisäteilyn, jossa korkean energian varautuneita hiukkasia liikkuu magneettikentässä ja päästää polarisoidun sähkömagneettisen aallon. On monia tunnettuja tähtitieteellisiä teistä, joista luonnostaan polarisoitunutta valoa. Näitä ovat sumuja, supernovajäänne ja aktiivinen galaksi. avaruussäteilystä polarisaatio tutkitaan, jotta voidaan määrittää ominaisuuksia sen lähteistä.

polaroid suodatin

Polarisoitunut ja luonnonvaloa erotetaan läpi useita materiaaleja, joista yleisin joka on Polaroid, luoma American fyysikko Edwin Land. Suodatin koostuu pitkistä ketjuista hiilivetymolekyylien suuntautunut yhteen suuntaan lämpökäsittelyprosessia. Molekyyli absorboida selektiivisesti säteilyä, sähkökenttä on yhdensuuntainen niiden suunta. Valo jättää polarisaattori on lineaarisesti polarisoitunut. Sähkökenttä kohtisuoraan suuntaan molekyyli suunta. Polaroid on löytynyt käyttöä monilla aloilla, mukaan lukien aurinkolasit ja suodattimet, jotka vähentävät vaikutusta heijastuneen ja sironneen valon.

Luonnon ja polarisoitunut valo: laki Malus

Vuonna 1808, fyysikko Etienne Louis Malus havaittu, että heijastunut valo ei-metalliset pinnat, osittain polarisoitunut. Missä määrin tämä vaikutus riippuu tulokulmasta ja taitekerroin heijastavan materiaalin. Yksi äärimmäisissä tapauksissa, kun tangentti tulokulman ilmassa on yhtä suuri kuin taitekertoimen heijastavalla materiaalilla, heijastunut valo tulee täysin lineaarisesti polarisoitunut. Ilmiö tunnetaan Brewsterin laki (nimetty sen löytäjä, Skotlannin fyysikko David Brewster). Polarisaation suunta samansuuntainen heijastavan pinnan. Koska fluoresoiva häikäisyä yleensä esiintyä heijastuksen vaaka- pintoja, kuten teiden ja veden suodattimet käytetään yleisesti aurinkolasit pysyä horisontaalisesti polarisoidun valon ja siksi selektiivisesti poistaa heijastuksia.

Rayleigh sironta

Valonsironta hyvin pienet esineet, jonka mitat ovat paljon pienempiä kuin aallonpituus (ns Rayleigh-sirontaa jälkeen Englanti tutkija Lord Rayleigh), luo myös osittaisen polarisaation. Kun auringonvalo kulkee maan ilmakehään, se hajautetaan ilman molekyylejä. Maan ja saavuttaa hajallaan polarisoitunut luonnonvaloa. Polarisaatio riippuu sirontakulma. Koska ihminen ei erotella luonnollisia ja polarisoitunutta valoa, tämä vaikutus yleensä huomaamatta. Kuitenkin monien silmissä hyönteisiä reagoida siihen, ja he käyttävät suhteellisen polarisaatio sirontasäteily navigointivälineenä. Normaali suodatin kamera, jota käytetään taustan vähentämiseksi säteilyn kirkkaassa auringonvalossa, on yksinkertainen lineaarinen polarisaattorin, joka erottaa polaroidun valon ja luonnollinen Rayleigh.

anisotrooppinen materiaalit

Polarisaatio vaikutuksia havaitaan optisesti anisotrooppisen materiaaleja (jossa taitekerroin vaihtelee polarisaation suunta), kuten kahtaistaittava kiteinä, jotkut biologisten rakenteiden ja optisesti aktiivisia materiaaleja. Tekniset sovellukset ovat polaroiva mikroskooppi, nestekidenäyttöjä ja optiset instrumentit, joita käytetään materiaalien tutkimus.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 fi.atomiyme.com. Theme powered by WordPress.