The polarizované světlo je elektromagnetické záření, které vibruje v jedné rovině kolmé ke směru šíření. Vibrace v rovině znamená, že vektor elektrického pole světelné vlny osciluje rovnoběžně s prostorem dvou obdélníkových složek, jako je tomu v případě roviny polarizace xy.
Přirozené nebo umělé světlo je vlnová řada elektromagnetického záření, jejíž elektrická pole kmitají náhodně ve všech rovinách kolmých ke směru šíření. Když je pouze část záření omezena na kmitání v jedné rovině, říká se, že světlo je polarizováno.
Jedním ze způsobů, jak získat polarizované světlo, je dopad paprsku světla na polarizační filtr, který se skládá z polymerní struktury orientované v jednom směru, což umožňuje průchod pouze vlnám, které oscilují ve stejné rovině, zatímco ostatní vlny jsou absorbovány ..
Paprsek světla, který prochází filtrem, má nižší intenzitu než dopadající paprsek. Tato vlastnost je způsob, jak rozlišit mezi polarizovaným světlem a nepolarizovaným světlem. Lidské oko nemá schopnost rozlišovat mezi jedním a druhým.
Světlo může být lineární, kruhové nebo eliptické polarizované v závislosti na směru šíření vln. Polarizované světlo lze získat také fyzikálními procesy, jako je odraz, lom, difrakce a dvojlom..
Rejstřík článků
Když elektrické pole světelné vlny neustále osciluje a popisuje přímku v rovině kolmé na šíření, říká se, že světlo je lineárně polarizované. V tomto stavu polarizace jsou fáze dvou složek elektrického pole stejné.
Pokud jsou dvě vlny, lineárně polarizované, které vibrují v rovinách kolmých na sebe, jsou superponovány, získá se další lineárně polarizovaná vlna. Získaná světelná vlna bude ve fázi s předchozími. Dvě vlny jsou ve fázi, když vykazují stejný posun současně.
Světelná vlna, jejíž vektor elektrického pole osciluje kruhovým způsobem ve stejné rovině kolmé na šíření, je kruhově polarizovaná. V tomto stavu polarizace zůstává velikost elektrického pole konstantní. Orientace elektrického pole je ve směru nebo proti směru hodinových ručiček..
Elektrické pole polarizovaného světla popisuje kruhové dráhy s úhlovou frekvencí ω konstantní.
Dvě lineárně polarizované světelné vlny, které jsou na sebe navzájem kolmé, s fázovým rozdílem 90 °, tvoří kruhově polarizovanou světelnou vlnu.
V tomto stavu polarizace popisuje elektrické pole světelné vlny elipsu v celé rovině kolmé na šíření a je orientováno ve směru nebo proti směru hodinových ručiček..
Superpozice dvou světelných vln navzájem kolmých, jedné s lineární polarizací a druhé s kruhovou polarizací, a s fázovým posunem 90 °, má za následek světelnou vlnu s eliptickou polarizací. Polarizovaná světelná vlna je podobná případu kruhové polarizace, ale s velikostí elektrického pole se mění.
Reflexně polarizované světlo objevil Malus v roce 1808. Malus pozoroval, že když paprsek nepolarizovaného světla narazí na dobře leštěnou a průhlednou skleněnou desku, část světla se při průchodu deskou láme a druhá část se odráží , tvořící úhel 90 ° mezi lomeným paprskem a odraženým paprskem.
Paprsek odraženého světla se lineárně polarizuje, když osciluje v rovině kolmé ke směru šíření a jeho stupeň polarizace závisí na úhlu dopadu..
Vyzývá se úhel dopadu, o který je paprsek odraženého světla plně polarizovaný Brewsterův úhel (θB)
Pokud paprsek nepolarizovaného světla dopadá na Brewsterův úhel (θB) na stohu skleněných desek se některé vibrace kolmé k rovině dopadu odrážejí v každé z desek a zbytek vibrací se láme.
Čistým výsledkem je, že všechny odražené paprsky jsou polarizovány ve stejné rovině, zatímco lomené paprsky jsou částečně polarizovány..
Čím větší je počet povrchů, lomený paprsek ztratí více a více oscilací kolmých k rovině. Nakonec bude procházející světlo lineárně polarizováno ve stejné rovině dopadu jako nepolarizované světlo..
Světlo, které dopadá na malé částice suspendované v médiu, je absorbováno jeho atomovou strukturou. Elektrické pole indukované v atomech a molekulách má vibrace rovnoběžné s rovinou oscilace dopadajícího světla..
Stejně tak je elektrické pole kolmé ke směru šíření. Během tohoto procesu atomy emitují fotony světla, které jsou vychýleny všemi možnými směry..
Vyzařované fotony tvoří soubor světelných vln rozptýlených částicemi. Část rozptýleného světla kolmo na paprsek dopadajícího světla je lineárně polarizována. Druhá část světla rozptýleného v paralelním směru není polarizovaná, zbytek světla rozptýleného částicemi je částečně polarizovaný.
Rozptyl částic o velikosti srovnatelné s vlnovou délkou dopadajícího světla se nazývá Rayleighův rozptyl. Tento typ rozptylu nám umožňuje vysvětlit modrou barvu oblohy nebo červenou barvu západu slunce..
Rayleighův rozptyl má závislost nepřímo úměrnou čtvrtému výkonu vlnové délky (1 / λ4).
Birefringence je charakteristická vlastnost některých materiálů, jako je kalcit a křemen, které mají dva indexy lomu. Dvojlomné polarizované světlo se získá, když paprsek světla dopadne na dvojlomný materiál, který se rozdělí na odražený paprsek a dva lomené paprsky.
Ze dvou lomených paprsků se jeden odchyluje více než druhý oscilačně kolmo k rovině dopadu, zatímco druhý osciluje paralelně. Oba paprsky vycházejí z materiálu s lineární polarizací do roviny dopadu.
Zatím žádné komentáře