Golau polar a naturiol. golau polar yn wahanol naturiol

Mae'r tonnau Mae dau fath o. Mae'r aflonyddu dirgrynol hydredol yn gyfochrog â'u cyfeiriad lluosogi. Un enghraifft yw darn o sain yn yr awyr. tonnau ardraws yn cynnwys aflonyddwch sydd ar ongl o 90 ° i gyfeiriad y symudiad. Er enghraifft, y don pasio yn llorweddol drwy màs y dŵr yn achosi dirgryniadau fertigol ar ei wyneb.

Mae darganfod

Mae nifer o effeithiau optegol dirgel a arsylwyd yn y nghanol y bedwaredd ganrif XVII, wedi cael ei hegluro, pan ddechreuodd y golau polar a naturiol i gael ei ystyried yn ffenomen tonnau a chyfeiriad ei dirgryniadau eu darganfod. Mae'r hyn a elwir yn effeithiol polareiddio cyntaf ei ddarganfod gan y meddyg Danaidd Erasmus Bartholin yn 1669. welwyd Gwyddonol plygiant dwbl neu birefringence yng Ngwlad yr Iâ (ffurflen grisial o galsiwm carbonad) spar neu calsiwm. Pan fydd golau yn mynd trwy grisial calsit yn rhannu ei, gan gynhyrchu dau delweddau yn cael eu symud mewn perthynas â'i gilydd.

gwybod Newton am y ffenomen hon ac yn awgrymu bod corpuscles efallai ysgafn wedi anghymesuredd neu "unochrog", a allai fod yn achos ffurfio dwy ddelwedd. Huygens, mae cyfoes o Newton yn gallu egluro ei ddamcaniaeth o blygiant dwbl tonnau elfennol, ond nid oedd yn deall gwir ystyr yr effaith. Arhosodd Birefringence yn ddirgelwch tan Thomas Young nid a'r ffisegydd Ffrangeg Augustin-Zhan Frenel Awgrymir y tonnau golau ardraws. Syniad syml wedi caniatáu i esbonio beth polar a naturiol golau. Mae hyn yn darparu fframwaith naturiol a syml ar gyfer dadansoddi effeithiau polareiddio.

Mae'r birefringence cael ei achosi gan gyfuniad o ddau polarizations orthogonal, pob un ohonynt wedi ei gyflymder tonnau. Oherwydd y gwahaniaeth mewn cyflymder y ddwy gydran gwahanol fynegeion plygiannol, ac felly maent yn cael eu blygu yn wahanol drwy'r deunydd, cynhyrchu dwy ddelwedd.

Polarized a naturiol goleuni: damcaniaeth Maxwell

Fresnel yn gyflym datblygu model cynhwysfawr o tonnau ardraws, a arweiniodd at birefringence a nifer o effeithiau optegol eraill. Ddeugain mlynedd yn ddiweddarach, mae'r electromagnetig ddamcaniaeth Maxwell gain egluro natur ardraws o olau.

tonnau electromagnetig Maxwell cynnwys meysydd magnetig a thrydan berpendicwlar i'r cyfeiriad osgiladu symudiad. Mae'r caeau yn ar ongl o 90 ° i'w gilydd. Yn yr achos hwn mae'r cyfeiriad lluosogi y meysydd magnetig a thrydan yn ffurfio system llaw dde gydlynu. Ar gyfer ton gyda'r f amlder a λ hyd (maent yn ymwneud dibyniaeth λf = c), sy'n symud yn y cyfeiriad x cadarnhaol, mae'r caeau yn cael eu disgrifio yn fathemategol:

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

Mae'r hafaliadau yn dangos bod y meysydd trydan a magnetig yn gam â'i gilydd. Ar unrhyw adeg benodol, maent ar yr un pryd yn cyrraedd eu gwerthoedd uchaf mewn gofod cyfartal i E ₀ a B _0. Nid yw'r amplitudes yn annibynnol. hafaliadau Maxwell yn dangos bod E ₀ = CB ₀ ar gyfer pob tonnau electromagnetig in vacuo.

cyfeiriad polareiddio

Yn y disgrifiad o'r cyfeiriadedd y meysydd magnetig a thrydan o donnau golau fel arfer dim ond yn dangos y cyfeiriad y maes trydanol. Mae'r fector maes magnetig yn cael ei bennu gan y gofyniad o gaeau perpendicularity a'u perpendicularity i gyfeiriad y symudiad. golau naturiol ac llinol polar yn cael ei nodweddu gan fod yn y oscillate maes olaf mewn cyfeiriadau a bennwyd fel y symudiad y tonnau.

Mae gwladwriaethau bolareiddio eraill posibl. Yn achos fectorau crwn o'r meysydd magnetig a thrydan yn cylchdroi mewn perthynas â'r cyfarwyddyd lluosogi ar osgled gyson. golau Elliptically polar mewn safle canolradd rhwng y llinol a'r polarizations cylchlythyr.

golau unpolarized

Atomau ar wyneb ffilament wedi'i wresogi, sy'n cynhyrchu ymbelydredd electromagnetig, yn, annibynnol ar ei gilydd. Gall pob ymbelydredd yn cael ei modelu oddeutu fel trenau am gyfnod byr o 10 ^-9 i 10 ^-8 eiliad. tonnau electromagnetig o'r ffilament, yn arosodiad o trenau hyn, mae gan bob un ohonynt ei chyfeiriad polareiddio hun. Swm oriented hap yn hyfforddi ffurflenni fector polareiddio don o sy'n amrywio yn gyflym ac yn erratically. Gelwir ton o'r fath yn unpolarized. Mae pob ffynonellau naturiol o olau, gan gynnwys yr Haul, lampau gwynias, lampau fflworolau a fflamau, yn cynhyrchu ymbelydredd o'r fath. Fodd bynnag, mae golau naturiol yn aml polar rhannol oherwydd gwasgariad lluosog a myfyrio.

Felly, mae'r gwahaniaeth o golau polar naturiol yn cynnwys yn y ffaith bod yn y osgiliadau cyntaf ddigwydd mewn awyren.

Ffynonellau ymbelydredd polar

Gall golau polar yn cael ei gynhyrchu pan fydd y cyfeiriadedd gofodol benderfynu. Un enghraifft yw'r ymbelydredd syncrotron, lle mae ynni uchel a godir gronynnau yn symud mewn maes magnetig ac yn allyrru tonnau electromagnetig polar. Mae llawer o ffynonellau seryddol adnabyddus sy'n allyrru golau naturiol polar. Mae'r rhain yn cynnwys nifylau, olion uwchnofa, a niwclysau galactic gweithredol. polareiddiad ymbelydredd cosmig Astudir er mwyn pennu priodweddau ei ffynonellau.

Polaroid hidlo

golau polar a naturiol yn cael eu gwahanu gan basio drwy nifer o ddeunyddiau, y mwyaf cyffredin o'r rhain yw y Polaroid, a grëwyd gan y ffisegydd Americanaidd Edwin Tir. Mae'r hidlydd cynnwys cadwynau hir o foleciwlau hydrocarbon oriented i un cyfeiriad gan y broses trin â gwres. Moleciwl i amsugno ymbelydredd ddetholus, mae'r maes trydanol yn gyfochrog eu cyfeiriadedd. Mae'r golau yn gadael y Polarizer yn polarized llinol. Mae ei maes trydanol berpendicwlar i'r cyfeiriad cyfeiriadedd moleciwlaidd. Polaroid wedi dod o hyd cais mewn sawl maes, gan gynnwys sbectol haul a hidlwyr sy'n lleihau effaith y golau a adlewyrchir a gwasgaredig.

Naturiol a polar goleuni: y gyfraith Malus

Yn 1808, canfu ffisegydd Etienne Louis Malus bod goleuni yn adlewyrchu o arwynebau nad ydynt yn metelaidd, yn rhannol polar. Mae maint yr effaith hon yn dibynnu ar ongl drawiad a'r mynegai blygiannol y deunydd adlewyrchol. Yn un o'r achosion eithafol pan fydd y tangiad yr ongl drawiad mewn aer yn hafal i mynegai plygiant y deunydd adlewyrchol, y golau a adlewyrchir yn dod yn polar yn gyfan gwbl yn llinol. Mae'r ffenomenon a elwir yn gyfraith Brewster (a enwyd ar ôl ei darganfyddwr, y ffisegydd Albanaidd David Brewster). Mae cyfeiriad polareiddio yn gyfochrog i'r wyneb myfyrio. Ers llacharedd fflwroleuol fel arfer yn digwydd ar adlewyrchiad o arwynebau llorweddol megis ffyrdd a hidlwyr dŵr yn cael eu defnyddio'n gyffredin mewn sbectol haul i aros golau polar llorweddol ac felly ddetholus gwared ar y adlewyrchiadau o olau.

Rayleigh gwasgaru

gwasgaru golau gan wrthrychau bach iawn mae eu dimensiynau yn llawer llai na'r donfedd (yr hyn a elwir Rayleigh gwasgariad ar ôl y gwyddonydd Saesneg Arglwydd Rayleigh), hefyd yn creu pegynnu rhannol. Pan fydd golau'r haul yn mynd drwy atmosffer y ddaear, mae'n cael ei gwasgaru gan moleciwlau aer. Ddaear ac yn cyrraedd gwasgaru golau naturiol polar. Mae rhywfaint o polareiddio yn dibynnu ar gwasgaru ongl. Gan nad yw dyn yn gwahaniaethu rhwng golau naturiol ac polar, effaith hon fel arfer yn mynd heb i neb sylwi. Serch hynny, mae'r llygaid llawer o bryfed yn ymateb iddo, ac maent yn defnyddio'r polareiddio cymharol y ymbelydredd wasgaredig fel offeryn mordwyo. camera hidlo Normal a ddefnyddir i leihau ymbelydredd cefndir mewn golau haul llachar, yn Polarizer llinol syml, sy'n gwahanu'r golau polar a Rayleigh naturiol.

deunyddiau anisotropic

effeithiau polareiddio yn cael eu dilyn yn y deunyddiau optegol anisotropic (lle mae'r indecs plygiant yn amrywio gyda chyfeiriad polareiddio), fel crisialau birefringent, rhai strwythurau biolegol a deunyddiau optegol weithgar. ceisiadau technolegol cynnwys microsgopau polareiddio, arddangosfeydd crisial hylifol ac offerynnau optegol a ddefnyddir ar gyfer deunyddiau ymchwil.