Solas polaraithe agus nádúrtha. solas polaraithe murab ionann agus nádúrtha

Is iad na tonnta na dhá chineál. An perturbation vibrational fadaimseartha comhthreomhar a treo iomadú. Is sampla an sliocht na fuaime san aer. thrastonnta éard suaitheadh atá ag uillinn 90 ° leis an treo gluaiseachta. Mar shampla, is cúis leis an tonn ag dul go cothrománach tríd an mais an uisce vibrations ingearach ag a dhromchla.

An teacht ar

Tá roinnt éifeachtaí mistéireach optúla faoi deara i lár an chéid XVII, bhí mhínigh, nuair a thosaigh an solas polaraithe agus nádúrtha a mheas mar fheiniméan tonnta agus thángthas ar na treo a vibrations. Thángthas an chéad éifeacht polarization mar a thugtar air ag an dochtúir na Danmhairge Erasmus Bartholin in 1669. Eolaíochta faoi deara athraonadh dúbailte nó birefringence san Íoslainn spar nó cailciam (foirm criostail carbónáit chailciam). Nuair a théann solas trí criostail cailcít roinntear é, a tháirgeadh dhá íomhá a aistreofar i gcoibhneas lena chéile.

Newton eolas faoi an bhfeiniméan seo agus le fios go bhfuil corpuscles b'fhéidir éadrom neamhshiméadracht nó "aon-Thaobh", d'fhéadfadh a bheith ar an cúis leis an foirmiú dhá íomhá. Huygens, fear comhaimsire Newton bhí sé in ann a mhíniú a theoiric an athraonta dúbailte na dtonnta bunrang, ach ní raibh sé a thuiscint an bhrí fíor an éifeacht. Birefringence fhan Mystery go dtí Thomas Young nach bhfuil agus an fisiceoir Francach Augustin-Zhan Frenel le fios go bhfuil tonnta solais transverse. Tá smaoineamh simplí a cheadaítear chun a mhíniú cad polaraithe agus nádúrtha éadrom. Seo ar fáil creatlach nádúrtha agus uncomplicated chun anailís a dhéanamh ar éifeachtaí pholarú.

Is é an birefringence de bharr meascán de dhá polarizations orthogonal, gach ceann acu a threoluas tonn. Mar gheall ar an difríocht i luas an dá chomhábhar bhfuil innéacsanna athraonta éagsúla, agus dá bhrí sin tá siad athraonadh difriúil tríd an ábhar, a tháirgeadh dhá íomhá.

Polarized agus nádúrtha éadrom: Maxwell teoiric

D'fhorbair Fresnel go tapa samhail chuimsitheach de thrastonnta, rud ba chúis le birefringence agus roinnt éifeachtaí eile radhairc. Dhá scór bliain ina dhiaidh sin, an leictreamaighnéadacha teoiric Maxwell Míníonn elegantly nádúr thrasnach an tsolais.

tonnta leictreamaighnéadacha Maxwell comhdhéanta de réimsí maighnéadacha agus leictreacha ingearach leis an treo gluaiseachta ascalach. Is iad na réimsí ar uillinn 90 ° le gach ceann eile. Sa chás seo an treo iomadú na réimsí maighnéadacha agus leictreacha foirm láimh dheis-córas a chomhordú. I gcás tonnfhuinneamh leis an f minicíocht agus an λ fad (a bhaineann siad spleáchas λf = c), a ghluaiseann sa x dtreo dearfach, tá cur síos réimsí matamaiticiúil:

• 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 ft π) z ^.

Léiríonn na cothromóidí go bhfuil na réimsí leictreacha agus maighnéadacha i gcéim lena chéile. Ag aon am ar leith, tá siad a bhaint amach ag an am céanna a gcuid luachanna uasta i spás ionann agus E ₀ agus B _0. Nach bhfuil na amplitudes neamhspleácha. nochtann cothromóidí Maxwell go E ₀ = SL ₀ do gach tonnta leictreamaighnéadacha i vacuo.

an t-ordachán polarú

Sa chur síos ar an treoshuíomh na réimsí maighnéadacha agus leictreacha dtonnta solais tipiciúil ach in iúl ar an treo an réimse leictrigh. Is é an veicteoir réimse maighnéadach arna chinneadh ag an gceanglas maidir le réimsí perpendicularity agus a perpendicularity leis an treo gluaiseachta. Tá solas nádúrtha agus líneach polarized arb iad is sainairíonna sa mhéid is go i ascalú páirce deiridh i dtreonna socraithe mar an ghluaiseacht an tonn.

Tá stáit polarization eile is féidir. I gcás veicteoirí ciorclach de na réimsí maighnéadacha agus leictreacha i gcoibhneas rothlú leis an treo iomadú ar aimplitiúid tairiseach. Is solas Elliptically polaraithe i bpost idirmheánach idir an líneach agus polarizations ciorclach.

solas unpolarized

Tá adaimh ar an dromchla de filiméad téite, a ghineann an radaíocht leictreamaighnéadach,, neamhspleách ar a chéile. Is féidir le gach radaíocht a léiriú thart mar traenacha de ré ghearr 10 ^-9 go 10 ^-8 soicind. tonnta leictreamaighnéadacha as an filiméad, tá superposition de na traenacha, gach ceann acu a treo polarú féin. Méid atá dírithe randamach traenacha foirmeacha an veicteoir tonn polarú a athraíonn go tapa agus erratically. Tá a leithéid de tonn ar a dtugtar unpolarized. Gach foinsí nádúrtha solais, lena n-áirítear an Sun, lampaí gealbhruthach, lampaí fluaraiseacha agus lasracha, a tháirgeadh radaíocht den sórt sin. Mar sin féin, tá solas nádúrtha go minic polaraithe go páirteach mar gheall ar scaipeadh iolrach agus machnaimh.

Dá bhrí sin, Is éard atá an difríocht ó solas polarized nádúrtha ar an bhfíric go sa chéad ascaluithe tharlaíonn i gcás eitleáin.

Foinsí radaíochta polaraithe

Is féidir le solas polaraithe a thabhairt ar aird nuair a bheidh an treoshuíomh spásúil arna chinneadh. Sampla amháin is ea an radaíocht synchrotron, ina mhuirear ard-fhuinnimh Cáithníní ag gluaiseacht i réimse maighnéadach agus scaoileann tonnta leictreamaighnéadacha polaraithe. Tá go leor foinsí réalteolaíoch-aitheanta go maith go n-astaíonn solas nádúrtha polaraithe. Ina measc seo tá réaltnéalta, remnants ollnóva, agus núicléis Réaltrach gníomhach. Tá polarú radaíocht chosmach staidéar d'fhonn a chinneadh ar na hairíonna de a fhoinsí.

Polaroid scagaire

solas polaraithe agus nádúrtha atá scartha ag dul trí roinnt ábhair, an ceann is coitianta a bhfuil an Polaroid, cruthaithe ag an fisiceoir Meiriceánach Edwin Talún. Is éard atá sa scagaire ar slabhraí fada de mhóilíní hidreacarbóin atá dírithe i dtreo amháin ag an bpróiseas cóireála teasa. Móilín radaíocht a ionsú roghnach, is é an réimse leictrigh comhthreomhar a gclaonadh. Is é an solas ag fágáil an polarizer polaraithe go líneach. A réimse leictreach ingearach leis an treo treoshuíomh mhóilíneach. Polaroid d'aimsigh iarratas san iliomad réimsí, lena n-áirítear sunglasses agus scagairí a laghdú ar an éifeacht ar an solas le feiceáil agus scaipthe.

Nádúrtha agus polarized light: an dlí de Malus

In 1808, fuair fisiceoir Etienne Louis Malus gur léirigh solas ó dhromchlaí neamh-mhiotail, pháirt-polaraithe. Braitheann méid na críche sin ar an uillinn ionsaithe agus comhéifeacht athraonta an ábhair machnamhach. I gceann de na cásanna tromchúiseacha nuair a bhíonn an tadhlaí ar an uillinn ionsaithe san aer is comhionann leis an comhéifeacht athraonta an ábhair machnamhach, éiríonn an solas le feiceáil polaraithe go hiomlán líneach. Tá an feiniméan ar a dtugtar an dlí Brewster ar (ainmnithe i ndiaidh a discoverer, an fisiceoir na hAlban David Brewster). An treo polarization comhthreomhar leis an dromchla a léiríonn. Ós rud é glare fluaraiseacha tharlaíonn de ghnáth nuair a machnamh ó dromchlaí cothrománacha nós bóithre agus scagairí uisce a úsáidtear go coitianta i sunglasses chun fanacht solas cothrománach polaraithe agus dá bhrí sin go roghnaíoch bain na reflections an tsolais.

Rayleigh scaipthe

Solas scaipeadh trí rudaí an-bheag a bhfuil a toisí atá i bhfad níos lú ná tonnfhad (ar a dtugtar Rayleigh scaipeadh i ndiaidh an eolaí Béarla Tiarna Rayleigh), cruthaíonn freisin polarú páirteach. Nuair a théann solas na gréine tríd atmaisféar an domhain, tá sé scaipthe ag móilíní aer. Domhan agus sroicheann scaipthe solas nádúrtha polaraithe. Is é an chéim pholaraithe ag brath ar scaipthe uillinn. Ós rud é nach bhfuil fear idirdhealú a dhéanamh idir solas nádúrtha agus polaraithe, an éifeacht a théann de ghnáth nach dtugtar. Mar sin féin, imoibríonn na súile a lán feithidí dó, agus úsáideann siad an polarú choibhneasta na radaíochta scaipthe mar uirlis loingseoireachta. ceamara Gnáth scagaire a úsáidtear chun laghdú radaíocht chúlrach i solas geal, tá polarizer líneach simplí, a scarann an solas polaraithe agus Rayleigh nádúrtha.

ábhair anisotropic

éifeachtaí polarú a breathnaíodh sna hábhair hoptúil anisotropic (ina bhfuil an t-innéacs refractive athraíonn leis an treo polarization), ar nós criostail birefringent, roinnt struchtúir bitheolaíochta agus ábhair optúil gníomhach. Áirítear ar iarratais Teicneolaíochta micreascóip polaracháin, taispeántais leachtchriostail agus uirlisí optúla a úsáidtear le haghaidh ábhar taighde.