lumină polarizată este radiația electromagnetică care vibrează într-un singur plan perpendicular pe direcția de propagare. Vibrația într-un plan înseamnă că vectorul câmpului electric al undei luminoase oscilează paralel cu un spațiu de două componente dreptunghiulare, cum este cazul planului de polarizare xy.
Lumina naturală sau artificială este un tren de unde de radiație electromagnetică ale cărui câmpuri electrice oscilează aleator în toate planurile perpendiculare pe direcția de propagare. Când doar o porțiune a radiației este limitată la oscilarea într-un singur plan, se spune că lumina este polarizată.
O modalitate de a obține lumină polarizată este prin lovirea unei raze de lumină pe un filtru polarizant, care constă dintr-o structură polimerică orientată într-o singură direcție, permițând doar trecerea undelor care oscilează în același plan în timp ce restul undelor sunt absorbite. ..
Raza de lumină care trece prin filtru are o intensitate mai mică decât raza incidentă. Această caracteristică este o modalitate de a distinge între lumina polarizată și lumina nepolarizată. Ochiul uman nu are capacitatea de a distinge între unul și altul.
Lumina poate fi liniară, circulară sau eliptică polarizată în funcție de direcția de propagare a undei. De asemenea, lumina polarizată poate fi obținută prin procese fizice, cum ar fi reflexia, refracția, difracția și birefringența..
Indice articol
Când câmpul electric al undei luminoase oscilează constant, descriind o linie dreaptă în plan perpendicular pe propagare, se spune că lumina este polarizată liniar. În această stare de polarizare fazele celor două componente ale câmpului electric sunt aceleași.
Dacă două unde, polarizate liniar, care vibrează în planuri perpendiculare între ele, sunt suprapuse, se obține o altă undă polarizată liniar. Unda de lumină obținută va fi în fază cu cele anterioare. Două unde sunt în fază atunci când prezintă aceeași deplasare în același timp.
Unda de lumină al cărei vector de câmp electric oscilează în mod circular în același plan perpendicular pe propagare este polarizată circular. În această stare de polarizare, amploarea câmpului electric rămâne constantă. Orientarea câmpului electric este în sensul acelor de ceasornic sau invers..
Câmpul electric al luminii polarizate descrie căi circulare cu o frecvență unghiulară ω constant.
Două unde de lumină polarizate liniar care se suprapun perpendicular una pe cealaltă, cu o diferență de fază de 90 °, formează o undă de lumină polarizată circular.
În această stare de polarizare, câmpul electric al undei luminoase descrie o elipsă în întregul plan perpendicular pe propagare și este orientată în sensul acelor de ceasornic sau invers..
Suprapunerea a două unde de lumină perpendiculare între ele, una cu polarizare liniară și cealaltă cu polarizare circulară, și cu o schimbare de fază de 90 °, are ca rezultat o undă de lumină cu polarizare eliptică. Unda de lumină polarizată este similară cu cazul polarizării circulare, dar magnitudinea câmpului electric variază.
Lumina polarizată prin reflexie a fost descoperită de Malus în 1808. Malus a observat că atunci când un fascicul de lumină nepolarizată lovește o placă de sticlă bine lustruită și transparentă, o parte a luminii este refractată când trece prin placă și cealaltă parte este reflectată , formând un unghi de 90 ° între raza refractată și raza reflectată.
Raza de lumină reflectată devine polarizată liniar atunci când oscilează într-un plan perpendicular pe direcția de propagare și gradul său de polarizare depinde de unghiul de incidență..
Se numește unghiul de incidență prin care fasciculul de lumină reflectat este complet polarizat Unghiul Brewster (θB)
Dacă un fascicul de lumină nepolarizată este incident cu unghiul lui Brewster (θB) pe un teanc de plăci de sticlă, unele dintre vibrațiile perpendiculare pe planul de incidență sunt reflectate în fiecare dintre plăci, iar restul vibrațiilor sunt refractate.
Rezultatul net este că toate grinzile reflectate sunt polarizate în același plan, în timp ce grinzile refractate sunt parțial polarizate..
Cu cât numărul suprafețelor este mai mare, raza refractată va pierde din ce în ce mai multe oscilații perpendiculare pe plan. În cele din urmă, lumina transmisă va fi polarizată liniar în același plan de incidență ca și lumina nepolarizată..
Lumina care cade asupra particulelor mici suspendate într-un mediu este absorbită de structura sa atomică. Câmpul electric indus în atomi și molecule are vibrații paralele cu planul de oscilație al luminii incidente..
La fel, câmpul electric este perpendicular pe direcția de propagare. În timpul acestui proces, atomii emit fotoni de lumină care sunt deviați în toate direcțiile posibile..
Fotonii emiși constituie un set de unde de lumină împrăștiate de particule. Porțiunea luminii împrăștiate perpendicular pe fasciculul luminos incident este polarizată liniar. Cealaltă porțiune a luminii împrăștiate în direcția paralelă nu este polarizată, restul luminii împrăștiate de particule este parțial polarizată.
Răspândirea particulelor cu o dimensiune comparabilă cu lungimea de undă a luminii incidente se numește împrăștiere Rayleigh. Acest tip de împrăștiere ne permite să explicăm culoarea albastră a cerului sau culoarea roșie a apusului..
Împrăștierea Rayleigh are o dependență invers proporțională cu a patra putere a lungimii de undă (1 / λ4).
Birefringența este o proprietate caracteristică a unor materiale precum calcitul și cuarțul care au doi indici de refracție. Lumina polarizată birefringentă se obține atunci când o rază de lumină cade pe un material birefringent, separându-se într-o rază reflectată și două raze refractate.
Dintre cele două raze refractate, una deviază mai mult decât cealaltă oscilând perpendicular pe planul de incidență, în timp ce cealaltă oscilează paralel. Ambele raze ies din material cu polarizare liniară către planul de incidență.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.