Jenis polarisasi ringan, contoh, aplikasi

Itu Polarisasi cahaya Itu adalah fenomena yang terjadi ketika gelombang elektromagnetik yang merupakan cahaya tampak berosilasi ke arah preferensial. Gelombang elektromagnetik terdiri dari gelombang listrik dan gelombang magnetik, keduanya melintang ke arah propagasi. Osilasi magnetik simultan dan tidak dapat dipisahkan dari osilasi listrik dan terjadi dalam arah yang saling ortogonal.

Cahaya yang sebagian besar sumber bercahaya memoles, seperti matahari atau bohlam, tidak terpolarisasi, yang berarti bahwa kedua komponen: listrik dan magnetik, berosilasi di semua arah yang mungkin, meskipun selalu tegak lurus dengan arah propagasi. 

Tetapi ketika ada arah preferensial atau osilasi dari komponen listrik maka ada pembicaraan tentang gelombang elektromagnetik terpolarisasi. Selain itu, jika frekuensi osilasi berada dalam spektrum yang terlihat, maka ada pembicaraan tentang cahaya terpolarisasi.

Selanjutnya kita akan melihat jenis polarisasi dan fenomena fisik yang menghasilkan cahaya terpolarisasi.

[TOC]

Jenis polarisasi

Polarisasi linier

Diagram gelombang elektromagnetik dengan polarisasi linier ditampilkan. Medan listrik berosilasi sejajar dengan sumbu x, sedangkan medan magnet secara bersamaan berosilasi ke listrik tetapi dalam arah dan arah. Kedua osilasi tegak lurus dengan arah propagasi z. Sumber: Wikimedia Commons.

Polarisasi linier terjadi ketika bidang osilasi medan listrik gelombang cahaya memiliki satu arah, tegak lurus terhadap arah propagasi. Pesawat ini diambil, dengan konvensi, sebagai bidang polarisasi.

Dan komponen magnetik berperilaku sama: arahnya tegak lurus terhadap komponen listrik gelombang, itu unik dan juga tegak lurus dengan arah propagasi. 

Gambar atas menunjukkan gelombang terpolarisasi linier. Dalam kasus tersebut menunjukkan vektor medan listrik berosilasi sejajar dengan sumbu x, sedangkan vektor medan magnet secara bersamaan berosilasi ke listrik, tetapi dalam arah dan arah dan. Kedua osilasi tegak lurus dengan arah propagasi z.

Ini dapat memiliki linierisasi miring sebagai akibat dari tumpang tindih dua gelombang yang berosilasi dalam fase dan memiliki rencana polarisasi ortogonal, seperti kasus yang ditunjukkan pada gambar yang lebih rendah, yang menunjukkan dengan warna biru bidang osilasi medan listrik dalam gelombang cahaya dalam cahaya cahaya.

Dapat melayani Anda: Gelombang Senoidal: Karakteristik, Suku Cadang, Perhitungan, ContohGelombang biru mewakili osilasi medan listrik gelombang elektromagnetik dengan polarisasi linier miring karena tumpang tindih dua komponen medan terpolarisasi secara linier dalam bidang ortogonal. Sumber: Wikimedia Commons.

Polarisasi melingkar

Dalam hal ini, amplitudo medan listrik dan magnet dari gelombang bercahaya memiliki besarnya konstan, tetapi arahnya berputar dengan kecepatan sudut konstan dalam arah melintang ke arah propagasi.

Gambar yang lebih rendah menunjukkan pergantian amplitudo medan listrik (merah). Giliran ini hasil dari jumlah atau tumpang tindih dua gelombang dengan amplitudo yang sama dan terpolarisasi linier dalam bidang ortogonal, yang perbedaan fase adalah π/2 radian. Mereka masing -masing diwakili dalam gambar yang lebih rendah sebagai gelombang biru dan hijau.

Polarisasi melingkar. Sumber: Wikimedia Commons

Cara menulis secara matematis X Dan Dan dari medan listrik gelombang dengan Dextrogy -Circular Polarisation, amplitudo Eo Dan itu menyebar ke arah z adalah:

DAN = (Kel yo; Hai J; EZ k) = Eo (cos [(2π/λ) (c t - z)]] yo; Cos [(2π/λ) (C T - Z) - π/2] J; 0 k)

Sebaliknya, gelombang dengan Polarisasi melingkar Levógira amplitudo Eo yang menyebar ke arah z Itu diwakili oleh:

DAN = (Kel yo; Hai J; EZ k) = Eo (cos [(2π/λ) (c t - z)]] yo, Cos [(2π/λ) (C T - Z) + π/2] J, 0 k)

Perhatikan bahwa tanda diubah dalam perbedaan fase gelombang komponen Dan, Tentang komponen X.

Keduanya untuk kasus ini Dextro-Rotatory sebagai Levogiro, Vektor medan magnet B Itu terkait dengan vektor medan listrik DAN oleh produk vektor antara vektor unit dalam arah propagasi dan DAN, termasuk faktor skala yang sama dengan kebalikan dari kecepatan cahaya:

B = (1/c) atau_z ｘ DAN

Polarisasi elips

Polarisasi elips mirip dengan polarisasi melingkar, dengan perbedaan bahwa amplitudo bidang yang rusak yang menggambarkan elips alih -alih lingkaran.

Dapat melayani Anda: galaksi elips: pembentukan, karakteristik, jenis, contoh

Gelombang dengan polarisasi elips adalah tumpang tindih dari dua gelombang terpolarisasi linier di bidang tegak lurus dengan kemajuan atau keterlambatan π/2 Radianes dalam fase satu sehubungan dengan yang lain, tetapi dengan tambahan bahwa amplitudo bidang di masing -masing komponen berbeda.

Fenomena karena polarisasi bercahaya

Cerminan

Ketika balok cahaya yang tidak terpolarisasi mempengaruhi permukaan, misalnya kaca, atau permukaan air, bagian cahaya dipantulkan dan sebagian ditransmisikan. Komponen yang dipantulkan memiliki polarisasi parsial, kecuali insiden balok tegak lurus terhadap permukaan. 

Dalam kasus tertentu bahwa sudut balok yang dipantulkan membentuk sudut lurus dengan balok yang ditransmisikan, cahaya yang dipantulkan memiliki polarisasi linier total, dalam arah normal ke bidang kejadian dan sejajar dengan permukaan reflektif. Sudut kejadian yang menghasilkan polarisasi total dengan refleksi dikenal sebagai Sudut brewster.

Penyerapan selektif

Beberapa bahan memungkinkan transmisi selektif bidang polarisasi tertentu dari komponen listrik gelombang cahaya. 

Ini adalah properti yang digunakan untuk pembuatan filter polarisasi, di mana polimer berbasis polimer membentang ke batas dan disejajarkan dengan kisi, dipadatkan di antara dua lembaran kaca umumnya digunakan.

Disposisi semacam itu bertindak sebagai kisi -kisi konduktif yang "sirkuit pendek" komponen listrik gelombang di sepanjang bekas peregangan, dan memungkinkan bagian dari komponen transversal ke fibrado polimer. Dengan demikian cahaya yang ditransmisikan terpolarisasi dalam arah transversal lurik.

Menempatkan filter polarisasi kedua (disebut penganalisa) di lampu yang sudah terpolarisasi Anda dapat memperoleh efek rana.

Ketika orientasi penganalisa bertepatan dengan bidang polarisasi cahaya insiden semua cahaya lewat, tetapi untuk arah ortogonal, cahaya benar -benar padam.

Untuk posisi menengah ada cahaya sebagian cahaya, yang intensitasnya bervariasi sesuai dengan Hukum Malus:

I = io cos²(θ).

Dapat melayani Anda: Aliran medan listrik

Birrefringencia kristal

Perpindahan Cahaya Melalui Birrefringent Glass

Cahaya dalam ruang hampa, seperti setiap gelombang elektromagnetik, menyebar dengan kecepatan C sekitar 300.000 km/s. Tapi dalam medium tembus cahaya v sedikit kecil. Hasil bagi antara antara C Dan v Itu disebut Indeks bias dari media yang tembus cahaya.

Dalam beberapa kristal, seperti kalsit, indeks bias berbeda untuk setiap komponen polarisasi. Untuk alasan ini ketika balok cahaya melintasi kristal dengan birrefringence, balok dipisahkan menjadi dua balok dengan polarisasi linier dalam arah ortogonal, seperti yang diperiksa dengan filter analyzer polarisasi.

Contoh polarisasi cahaya

Cahaya yang dipantulkan oleh permukaan laut atau danau memiliki polarisasi parsial. Cahaya langit biru, tetapi tidak dari awan, sebagian terpolarisasi.

Beberapa serangga seperti kumbang CEtonia aurerata memantulkan cahaya dengan polarisasi melingkar. Gambar yang lebih rendah menunjukkan fenomena yang menarik ini, di mana cahaya berturut -turut cahaya yang dipantulkan oleh kumbang tanpa filter dapat diamati, dengan filter polarisasi kanan dan kemudian dengan filter polarisasi kiri.

Selain itu, cermin telah ditempatkan yang menghasilkan gambar dengan keadaan polarisasi terbalik sehubungan dengan cahaya yang langsung dipantulkan oleh kumbang.

Polarisasi melingkar kanan yang dihasilkan oleh kumbang cetonia aratrata. Sumber: Wikimedia Commons.

Aplikasi polarisasi bercahaya

Filter polarisasi digunakan dalam fotografi untuk menghilangkan kilatan yang dihasilkan oleh cahaya yang dipantulkan oleh permukaan reflektif seperti air.

Mereka juga digunakan untuk menghilangkan cahaya yang dihasilkan oleh cahaya langit biru terpolarisasi sebagian, dengan cara ini foto dengan kontras yang lebih baik diperoleh.

Dalam kimia, serta di industri makanan, sebuah instrumen yang disebut Polarimeter, yang memungkinkan untuk mengukur konsentrasi zat tertentu yang dalam larutan menghasilkan rotasi sudut polarisasi.

Misalnya, dengan meneruskan cahaya terpolarisasi dan dengan bantuan polarimeter, konsentrasi gula dalam jus dan minuman dapat ditentukan untuk memverifikasi bahwa itu sesuai dengan standar pabrikan dan kontrol sanitasi.

Referensi

1. Goldstein, d. Cahaya terpolarisasi. New York: Marcel Dekker, Inc, 2003.
2. Jenkins, f. KE. 2001. Dasar -dasar optik. NY: Pendidikan Tinggi McGraw Hill.
3. Saleh, Bahaa dan. KE. 1991. Dasar -dasar fotonik. Kanada: John Wiley & Sons, 1991.
4. Guenther, R D. 1990. Optik modern. John Wiley & Sons Canada.
5. Bohren, c.F. 1998. Penyerapan dan dispersi cahaya oleh partikel kecil. Kanada: John Wiley & Sons.
6. Wikipedia. Polarisasi elektromagnetik. Pulih dari: is.Wikipedia.com