FormasyonBilim

Polarize ve doğal ışık. Doğal aksine polarize ışık

dalgalar iki tiptir. uzunlamasına titreşim pertürbasyon yayılma kendi yönüne paralel. Bir örnek sesin havadaki geçiştir. Enine dalgalar hareket yönüne 90 ° 'lik bir açı yapan bozuklukları oluşur. Örneğin, su kütlesinin yatay olarak geçen dalga yüzeyi dikey titreşimler neden olur.

keşfi

polarize ve doğal ışık başladığı zaman, açıklanmıştır XVII yüzyılın ortalarından gözlenen gizemli optik etkilerin bir dizi dalga fenomeni olarak görülmelidir ve titreşim yönü keşfedildi. İlk olarak adlandırılan polarizasyon etkisi 1669 yılında Danimarkalı hekim Erasmus Bartholin tarafından keşfedildi. Bilimsel İzlanda span veya (kalsiyum karbonatın kristal formda) çift kırılma ya da çift-kırınımlılık görülmektedir. Işık bir kalsit kristal geçtiğinde iki görüntü, birbirlerine göre kaydırılır üreten bu böler.

Newton bu olgunun hakkında bilmek ve belki hafif yuvarlar iki görüntü oluşmasına neden olabilir asimetri veya "tek taraflı" sahip olduğunu göstermektedir. Huygens, Newton'un çağdaş temel dalgaların çift kırılma teorisini açıklamak mümkün, ama o etkinin gerçek anlamını anlamadı. kadar çift kırılım bir sır olarak kaldı Thomas Young ve Fransız fizikçi Augustin-Zhan Frenel ışık dalgaları enine olduğu önerilmemektedir. Basit bir fikir, polarize ve doğal anlatmaya izin verdi ışığı. Bu polarizasyon etkilerini analiz etmek için, doğal ve karmaşık olmayan bir çerçeve sağladı.

Çift kırılma kendi dalga hızı, her biri iki dikey polarizasyonlar, bir arada kaynaklanır. Çünkü iki bileşenden hız farkı, farklı kırılma indislerine sahiptir ve bu nedenle de farklı iki görüntü üreten malzeme boyunca kırıldığı.

Polarize ve doğal ışığı: Maxwell teorisi

Fresnel hızla birefringence ve diğer optik efektleri bir dizi yol açtı enine dalgaların kapsamlı bir model geliştirilmeye çalışılmıştır. Kırk yıl sonra, elektromanyetik Maxwell'in teorisi zarif ışık enine doğasını açıklar.

Elektromanyetik dalgalar Maxwell salınım hareketi yönüne dik manyetik ve elektrik alanları oluşur. alanları birbirine 90 ° 'lik bir açı ile bulunmaktadır. Bu durumda, manyetik ve elektrik alanları yayılma yönü sağ elini kullanan bir koordinat sistemi oluşturur. frekans f ve uzunluk X bir dalga için, pozitif x yönünde hareket eder, alanları matematiksel olarak tarif edilmektedir (bunlar = c λf bağımlılığı ilgilidir):

  • E (x, t) = E0 cos (2 π x / λ - 2 π ft) y ^;
  • B (x, t) = B 0 cos (2 π x / λ - 2 π ft) Z ^.

denklemler elektrik ve manyetik alanlar birbirleriyle aşamasında olduğunu göstermektedir. Herhangi bir anda, eş zamanlı olarak, E 0 ve B-0 eşit bir boşluk içinde maksimum değerlere ulaştığı. Bu genlikleri bağımsız değildirler. Maxwell denklemleri elektromanyetik dalgalar için e = 0 cB 0 olduğu vakum içinde ortaya koymaktadır.

polarizasyon yönünün

ışık dalgalarının Elektrik ve manyetik alan yönünü açıklamasında, sadece elektrik alanının yönünü gösterir tipik olarak. manyetik alan vektörü diklik alanlarının gereksinimi ve hareket yönüne onların diklik ile belirlenir. Doğal ve doğrusal polarize ışık dalgası hareketi olarak sabit yönde son alan Salınım karakterize edilir.

Diğer olası polarizasyon durumu vardır. Elektrik ve manyetik alan dairesel vektörler durumunda sabit genlikte yayılma yönüne göreceli olarak eksen etrafında. Eliptik polarize ışık çizgisel ve dairesel kutuplanma arasında bir ara konumda yer almaktadır.

polarize olmamış ışık

Elektromanyetik radyasyon oluşturmak ısıtılmış iplik yüzeyinde atomlar, birbirlerinden bağımsız olarak, bulunmaktadır. Her radyasyon yaklaşık 10 -9 -8 ile 10 saniye arasında kısa süreli trenler gibi modellenebilir. filamandan Elektromanyetik dalgalar, kendi polarizasyon yönü, her biri, bu trenler, bir üstüste. rasgele bir şekilde yerleştirilen miktarı dalga polarizasyon vektörünün hızlı ve düzensiz değişen formları trenler. Bu tür bir dalga polarize olmayan adlandırılır. Tüm ışığın doğal kaynakları, Sun, akkor lamba, floresan lambalar ve alevler dahil bu tür radyasyon üretir. Bununla birlikte, doğal ışık genellikle kısmen çoklu yayılma ve yansıma polarize edilir.

Bu nedenle, doğal polarize ışık fark, birinci salınımlar bir düzlem meydana olmasından ibarettir.

Polarize radyasyon kaynakları

uzaysal yönlendirme, tespit edildiklerinde polarize ışık üretilebilir. Bunun bir örneği, yüksek enerjili parçacıklar manyetik bir alanda hareket ve polarize elektromanyetik dalgayı yayarlar yüklü olan sinkrotron ışımadır. doğal olarak polarize ışık yayar birçok tanınmış astronomik kaynağı vardır. Bunlar Nebula'da, süpernova kalıntıları ve aktif galaktik çekirdek bulunur. kozmik radyasyon kutuplaşma, kaynaklarının özelliklerini belirlemek amacıyla incelenmiştir.

polaroid filtresi

Polarize ve doğal ışık Amerikan fizikçi Edwin Land tarafından oluşturulan Polaroid en yaygın olan malzemelerin, bir dizi, geçirilerek ayrılır. Filtre ısıl işlem ile, bir yönde yönlendirilmiş bir hidrokarbon moleküllerinin uzun zincirlerinden oluşur. seçici ışınımı emmek üzere molekülü, elektrik alan kendi yönlendirme paraleldir. polarize ayrılan ışık doğrusal polarize edilir. bir moleküler oryantasyon yönüne dikey olan elektrik alanı. Polaroid yansıyan ve dağınık ışığın etkisini azaltmak güneş gözlüğü ve filtreler gibi bir çok alanda uygulama bulmuştur.

Doğal ve polarize ışığı: Malus yasası

1808 yılında, fizikçi Etienne Louis Malus ışık kısmen polarize, metalik olmayan yüzeylerden bulundu. Bu etkinin derecesi geliş açısına ve yansıtıcı malzeme kırılma indeksi bağlıdır. Havada insidans açısı tanjant yansıtıcı malzemenin kınlma eşittir Aşırı durumlarda birinde, yansıyan ışık tamamen doğrusal polarize olur. Bu olgu (onun keşfeden adını, İskoç fizikçi David Brewster) Brewster yasası olarak bilinir. polarizasyon yönünün yansıtıcı yüzeye paraleldir. Floresan parlama genellikle yollar ve su filtreleri olarak yatay yüzeylerden yansıması üzerine meydana geldiği için yaygın olarak yatay olarak polarize ışık kalmak güneş gözlüğü kullanılmıştır ve bu nedenle seçici ışığın yansımasını ayrılması sağlanır.

Rayleigh saçılması

boyutları, dalga boyu daha küçük olan çok küçük nesnelerin ışık saçılımı (sözde Rayleigh saçılması İngiliz bilim adamı Lord Rayleigh sonra), aynı zamanda, bir kısmi polarizasyon oluşturur. güneş ışığı dünya atmosferinin geçtiğinde, hava molekülleri tarafından dağıtılır. Dünya ve polarize doğal ışık dağınık ulaşır. polarizasyon derecelik bir açı saçılma bağlıdır. Adam doğal ve polarize ışık ayırt etmez beri bu etki genellikle farkedilmez. Bununla birlikte, birçok böceğin gözleri buna tepki ve onlar bir seyir aracı olarak dağınık radyasyon göreceli kutuplaşmayı kullanır. parlak güneş ışığı altında arka plan radyasyonu azaltmak için kullanılır normal filtre kamera, polarize ışık ve doğal Rayleigh ayıran basit doğrusal polarize vardır.

anizotropik malzemeler

Polarizasyon etkileri, optik anizotropik malzemeleri (ki burada gözlenir kırılma endeksi örneğin çift kırılmalı kristallerden, bazı biyolojik yapılar ve optik olarak aktif maddeler olarak polarizasyon yönüne göre değişir). Teknolojik uygulamalar polarizasyon mikroskobu, likit kristal ekranlar ve malzeme araştırma için kullanılan optik aletler bulunmaktadır.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

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