Polarized ak natirèl limyè. polarization limyè kontrèman natirèl

Vag yo yo se nan de kalite. Longitudinal enkyetid nan Vibration paralèl ak direksyon yo nan pwopagasyon. Yon egzanp se pasaj la nan son nan lè a. vag Transverse konpoze de latwoublay ki se nan yon ang 90 ° a yon direksyon ki nan mouvman. Pou egzanp, vag an pase orizontal nan mas la nan dlo lakòz vibrasyon vètikal nan sifas li yo.

Dekouvèt la nan

Yon nimewo de efè misterye optik obsève nan mitan an nan syèk la ksvii, ki te eksplike, lè limyè a polarization ak natirèl te kòmanse yo dwe konsidere kòm yon fenomèn vag ak yon direksyon ki nan vibrasyon li yo te dekouvri. te premye sa yo rele efè a polarization dekouvwi pa Danish doktè Erasmus Bartholin a nan 1669. Syantifik obsève doub refraksyon oswa birefrenjans nan Iceland (fòmilè kristal nan kabonat kalsyòm) SPAR oswa kalsyòm. Lè limyè pase nan yon kristal kalsit fractionne li, pwodwi de imaj yo deplase relatif nan youn ak lòt.

Newton konnen sou sa a fenomèn ak sijere ke globules petèt limyè gen Asymétrie oswa "yon sèl-sided", ki te kapab kòz la nan fòmasyon an nan de imaj yo. Huygens, se yon kontanporen nan Newton te kapab eksplike teyori li nan doub refraksyon nan vag primè, men li pa t 'konprann siyifikasyon an vrè nan efè a. Birefrenjans rete yon mistè jouk Thomas Young ak fizisyen an franse Augustin-Zhan Frenel pa sigjere ke vag limyè yo Transverse. Yon lide ki senp pèmèt yo eksplike sa polarization ak natirèl limyè. Sa a bay yon fondasyon natirèl ak senp pou analize efè polarization.

se birefrenjans la ki te koze pa yon konbinezon de polarizasyon orthogonal, yo chak nan ki te gen vitès vag li yo. Paske nan diferans lan nan vitès nan de eleman yo gen diferan endis Refractive, se poutèt sa yo yon fason diferan refrakte nan materyèl la, pwodwi de imaj.

Polarized ak natirèl limyè: Maxwell teyori

Fresnel byen vit devlope yon modèl complète de vag Transverse, ki mennen nan birefrenjans a ak yon kantite lòt efè optik. Karant ane pita, elektwomayetik teyori Maxwell nan la chik eksplike nati a Transverse nan limyè.

onn elektwomayetik Maxwell konpoze de jaden mayetik ak elektrik pèpandikilè ak direksyon ki nan osile mouvman. Jaden yo se nan yon ang 90 ° youn ak lòt. Nan ka sa a yon direksyon ki nan pwopagasyon nan jaden yo mayetik ak elektrik fòme yon sistèm dwate kowòdone. Pou yon vag ak f nan frekans ak λ nan longè (yo gen rapò depandans λf = c), ki deplase nan x direksyon an pozitif, jaden yo yo ki dekri matematik:

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

ekwasyon yo montre ke jaden yo elektrik ak mayetik yo nan faz youn ak lòt. A nenpòt ki moman yo bay yo, yo ansanm rive jwenn valè maksimòm yo nan yon espas egal a E ₀ ak B _0. anplitud Sa yo se pa endepandan. ekwasyon Maxwell nan revele ke E ₀ = CB ₀ pou tout onn elektwomayetik nan vakwo.

yon direksyon ki polarization

Nan deskripsyon an nan oryantasyon an nan jaden yo mayetik ak elektrik nan vag limyè yo, se tipikman sèlman endike direksyon an nan jaden an elektrik. se vektè a jaden mayetik detèmine pa kondisyon an nan jaden pèpandikilè ak pèpandikilè yo nan yon direksyon ki nan mouvman. se natirèl ak linear polarizan limyè karakterize nan ke nan osile nan jaden sot pase a nan direksyon fiks kòm mouvman an nan vag nan.

Gen lòt eta polarization posib. Nan ka a nan vektè sikilè nan jaden yo mayetik ak elektrik yo vire toutotou relatif nan yon direksyon ki pwopagasyon nan anplitid konstan. Elliptically polarization limyè se nan yon pozisyon entèmedyè ant lineyè a ak polarizasyon sikilè.

unpolarized limyè

Atòm sou sifas la nan yon filaman chofe, ki jenere radyasyon an elektwomayetik, yo, poukont nan chak lòt. Ka chak radyasyon dwe apeprè modelize kòm tren nan kout dire nan 10 ^-9 a 10 ^-8 segonn. onn elektwomayetik soti nan filaman an, se yon supèrpozisyon nan tren sa yo, chak nan yo ki gen pwòp direksyon polarization li yo. Kantite lajan oryante owaza tren fòm vektè a vag polarization nan yo ki varye rapidman ak lap fè dezòd. Se tankou yon vag rele unpolarized. Tout sous natirèl nan limyè, ki gen ladan Solèy la, ti lanp enkandesan, lanp fliyoresan ak flanm dife, pwodwi radyasyon sa yo. Sepandan, limyè natirèl se souvan pasyèlman polarization akòz simen miltip ak refleksyon.

Kidonk, diferans lan soti nan natirèl limyè polarization gen ladann nan lefèt ke nan Vibration yo an premye rive nan yon plan.

Sous nan radyasyon polarization

ka Polarized limyè ap pwodui lè oryantasyon an espasyal detèmine. Yon egzanp se radyasyon an Senkrotron, nan ki wo-enèji chaje patikil k ap deplase nan yon jaden mayetik ak emèt polarization vag elektwomayetik. Gen anpil byen li te ye sous astwonomik ki emèt natirèlman polarization limyè. Men sa yo enkli nèbule, sold supèrnova, ak nwayo galaktik aktif. se cosmic polarization radyasyon etidye nan lòd yo detèmine pwopriyete yo nan sous li yo.

Polaroid filtre

yo Polarized ak natirèl limyè separe pa pase nan yon kantite materyèl, nan ki pi komen ki se Polaroid a, kreye pa fizisyen Ameriken an Edwin Tè. filtre a konsiste de chenn long nan molekil idrokarbone oryante nan yon direksyon nan pwosesis la tretman chalè. Molekil oaza absòbe radyasyon, jaden an elektrik se paralèl ak oryantasyon yo. Gen limyè a la kite POLARISANT nan linear polarization. jaden elektrik li yo pèpandikilè ak direksyon an nan oryantasyon molekilè. Polaroid te jwenn aplikasyon nan jaden anpil, ki gen ladan linèt solèy ak filtè ki fèt pou diminye efè a nan limyè a reflete ak gaye nan bwa.

Natirèl ak polarization limyè: lalwa Moyiz la nan penalite

Nan 1808, fizisyen Etienne Louis penalite te jwenn ke limyè reflete soti nan sifas ki pa metalik, an pati polarization. Limit la nan sa a efè depann sou ang lan nan ensidans ak endèks la Refractive nan materyèl la meditativ. Nan youn nan ka yo ekstrèm lè tanjant nan ang lan nan ensidans nan lè ki egal a endèks la Refractive nan materyèl la meditativ, vin limyè a reflete konplètman linear polarization. Sa a se fenomèn ke yo rekonèt kòm lalwa Brewster a (rele apre Discoverer li yo, fizisyen a Scottish David Brewster). Direksyon nan polarization paralèl ak sifas la reflete. Depi fliyoresan ekla anjeneral rive sou refleksyon soti nan sifas orizontal tankou wout ak filtè dlo yo souvan itilize nan linèt solèy yo rete orizontal polarization limyè ak Se poutèt sa oaza retire refleksyon yo nan limyè.

Rayleigh simen

Limyè simen pa objè anpil ti ki gen dimansyon yo pi piti anpil pase longèdonn a (sa yo rele Rayleigh simen an apre syantis angle a Seyè Rayleigh), tou kreye yon polarization pasyèl. Lè limyè solèy la pase nan atmosfè tè a, li se gaye pa molekil lè. Latè ak rive nan gaye polarization limyè natirèl. Degre nan polarization se depann sou simen ang. Depi moun pa distenge ant limyè natirèl ak polarization, sa a efè anjeneral ale inapèsi. Men, je yo nan ensèk anpil reyaji nan li, epi yo sèvi ak polarization la relatif nan radyasyon a gaye kòm yon zouti navigasyon. Nòmal kamera filtre ki se sèvi ak diminye radyasyon background nan limyè solèy la klere, se yon senp POLARISANT lineyè, ki separe limyè a polarization ak natirèl Rayleigh.

materyèl anizotrop

efè polarization yo obsève nan materyèl sa yo optik anizotrop (nan ki endèks la Refractive varye avèk yon direksyon ki nan polarization), tankou kristal birefringent, gen kèk estrikti byolojik ak materyèl optik aktif. aplikasyon teknolojik gen ladan mikwoskòp polarization, likid montre kristal ak enstriman mizik optik itilize pou materyèl rechèch.