A polarizáció az elektromágneses hullám
Előadás 10. fény polarizációját
Module 3.2 Hullám optika
Alapvető fogalmak. polarizáció hullámok, természetes fény, a polarizáció típusai, cirkuláris polarizáció, elliptikus polarizációt és a lineáris polarizáció, a törvény a Malus, Brewster-törvény, kettős törést, pozitív és negatív kristályok, rendes és rendkívüli gerenda
1. A polarizációja az elektromágneses hullám. polarizáció típusok.
2. Természetes, polarizált fény, és részlegesen polarizált fény. A mértéke polarizáció.
4. A fény polarizációját upon tükröződés és fénytörés. Brewster törvénye.
5. A fény polarizációjának a kettős törés.
Transzverzális hullámok eltérően hosszanti (például hanghullámok) lehet a különböző polarizációs állapotok.
Szigorúan monokromatikus (sine) hullám egyetlen frekvencia állandó amplitúdójú és a kezdeti fázist mindig polarizált.
A polarizációs állapotát határozzuk meg a vetítési - típusú végén a vektor út (elektromos térerősség) a nyúlvány merőleges síkban a terjedési irányát nézve felé a hullám.
Hagyja, hogy a hullám terjed az x tengely mentén. A rezgések a hullám vektor felírható az összege ingadozások interperpendicular:
ahol - a fáziskülönbség.
és kivéve a fázis j, megkapjuk az egyenlet az ellipszis a koordinátákat (Ey EZ.):
Ily módon egyetlen frekvenciájú elektromágneses hullámot általában elliptikus polarizáció. Ha a fenti (1), a polarizáció ellipszis válik egy kört - cirkuláris polarizációs (1a):
, a képletben (1), a polarizáció ellipszis degenerates egy egyenes vonal - lineáris polarizációs (1b):
Az elliptikus és cirkuláris polarizációs lehet jobb és bal függően a forgásirányt a vetülete a vektor a képen nézve felé a hullám. Az 1. ábrán a bal oldali cirkuláris polarizációs (vektor forog óramutató járásával ellentétes irányban)
Ingadozása a vektor szaporítása során ilyen hullámok fordulnak elő ugyanabban a síkban, az úgynevezett polarizáció síkja (lásd. 1b). Hullám lineáris polarizációt is nevezik sík hullám.
2. Természetes polarizált, és részben - a polarizált fény. Természetes fény olyan forrásokból, mint a nap, izzólámpák, gázkisüléses lámpa polarizált. Ez a sugárzás számos gerjesztett atomok és molekulák. Minden egyes atom egymástól függetlenül a többi „kiemeli” sorozat oszcillációk során # 964;
10 -8 ¸10 -9 s. Ez a sorozat az úgynevezett vonat hullámok. A fény időszakában ingadozások T
10 -15 másodperc. Egy vonat tartalmaz
június 10 ¸ Július 10. teljes rezgések és hosszúsága a térben LTS
0.3 ¸ 3 m, ahol c = 3 × 10 8 m / s - a fénysebesség vákuumban. A kezdeti szakaszban, és irányát a vektor oszcilláció véletlenszerűen változhat a vonat, hogy a vonat. Ennek eredményeként a alkalmazó több vonatok képződött természetes (nem polarizált) fényt. 2. ábra
Projection képet ingadozása természetes fény equiprobable ábrázolják, mint egy sor lineáris polarizáció, ábrán látható. 2.
Ha a vektor az egyes vonaton van osztva két komponens, az ingadozások tengelyek mentén y és z átlagos értéke egy és ugyanazon intenzitás:
ahol - az intenzitás a természetes fény.
Polarizált fényt is előállíthatjuk természetes keresztül polarizátor. Polár - olyan eszközök előállítására polarizált fény. A legegyszerűbb egy polarizátort polaroid film speciális anyagot, amely átengedi rezgések vektor egy meghatározott irányba, és elnyeli ingadozás az ortogonális irányban (3. ábra a).
A fény hullám tartalmaz sok frekvenciaoszcillációkhoz. Ha a frekvencia tartományban közel átlagos gyakoriságának w és korlátozott állapot, az úgynevezett monokromatikus fényt. Ingadozása monokromatikus hullám által leírt
, ahol az amplitúdó E0 (t) - egy viszonylag lassú az idő függvényében, és a W és k - átlagértékek (k = W / v), a kezdeti szakaszban J0 (t) szabálytalanul (véletlenszerűen) változik az idő múlásával tartományban 0 és 2P.
Részben - polarizált fény lehet tekinteni, mint egy keveréket polarizált természetes. fogalmát polarizációs foka ilyen fényt vezetünk be (F):