Polarized र प्राकृतिक प्रकाश। प्राकृतिक विपरीत polarized प्रकाश

को छालहरू दुई प्रकार को छन्। को अनुदैर्ध्य vibrational perturbation प्रसार को आफ्नो निर्देशन गर्न समानान्तर। एउटा उदाहरण हावा मा ध्वनि को खण्ड छ। Transverse छालहरू जो आन्दोलन निर्देशन 90 ° कोण छन् disturbances समावेश। उदाहरणका लागि, पानी को ठूलो माध्यम तेर्सो गुजर लहर यसको सतह मा ठाडो कंपन गराउँछ।

को खोज

को polarized र प्राकृतिक प्रकाश थाल्दा, व्याख्या गरिएको छ XVII सताब्दी को बीचमा अवलोकन रहस्यमय अप्टिकल प्रभाव को एक नम्बर एक लहर घटना मानिन्छ गर्न र यसको कंपन को दिशा पत्ता थिए। पहिलो तथाकथित ध्रुवीकरण प्रभाव 1669 मा डेनिस चिकित्सक Erasmus Bartholin द्वारा पत्ता थियो। वैज्ञानिक आइसल्याण्ड spar वा क्याल्सियम (क्याल्सियम कार्रोप्नेट को क्रिस्टल फारम) मा डबल अपवर्तन वा birefringence अवलोकन। प्रकाश एक calcite क्रिस्टल मार्फत बित्दै गर्दा उत्पादन दुई तस्बिरहरू प्रत्येक अन्य सापेक्षित सारे छन्, यो विभाजन।

न्यूटन यो घटना बारे थाहा र सायद हल्का corpuscles दुई तस्बिरहरू को गठन को कारण हुन सक्छ कि विषमता वा "एक-पक्षीय", भनेर सुझाव। Huygens, न्यूटन को समकालीन प्राथमिक छालहरू को डबल अपवर्तन आफ्नो सिद्धान्त व्याख्या गर्न सक्षम भयो, तर उहाँले प्रभाव साँचो अर्थ बुझेनन्। Birefringence रहस्य बाँकी सम्म थमस युवा र फ्रान्सेली भौतिक Augustin-zhan Frenel प्रकाश छालहरू transverse हुन् भनेर सुझाव छैन। एक सरल विचार polarized र प्राकृतिक के व्याख्या गर्न अनुमति दिएको छ प्रकाश। यो ध्रुवीकरण प्रभाव विश्लेषण लागि प्राकृतिक र uncomplicated रूपरेखा प्रदान।

को birefringence प्रत्येक जो आफ्नो लहर वेग छ दुई orthogonal polarizations, संयोजन कारण छ। किनभने दुई घटक को गति मा फरक फरक अपवर्तनी सूचकांक छ, र यसैले तिनीहरूले अलग दुई तस्बिरहरू उत्पादन, सामाग्री मार्फत अपवर्तित छन्।

Polarized र प्राकृतिक प्रकाश: मैक्सवेल सिद्धान्त

Fresnel चाँडै एक व्यापक को birefringence र अन्य अप्टिकल प्रभाव को एक नम्बरमा नेतृत्व जो, transverse छालहरू को मोडेल विकास गरे। चालीस वर्षपछि विद्युत मैक्सवेल गरेको सिद्धान्त elegantly प्रकाश को transverse प्रकृति बताउँछन्।

विद्युत छालहरू मैक्सवेल चुम्बकीय र बिजुली आन्दोलन oscillating को निर्देशन गर्न लम्ब क्षेत्रहरू बनेको। फील्ड प्रत्येक अन्य 90 ° कोण छन्। यस मामला मा चुम्बकीय र बिजुली क्षेत्रहरू को प्रसार को दिशा एक दायाँ-हाथ समन्वय सिस्टम गठन। फ्रिक्वेन्सी च र लम्बाइ λ एक लहर लागि सकारात्मक एक्स दिशा मा उत्प्रेरित गर्छ जो, फील्ड गणितीय वर्णन गरिएको (तिनीहरूले λf = ग निर्भरता सम्बन्धित):

• ई (एक्स, टी) = ई ₀ कस (2 π एक्स / λ - 2 π फिट) वाई ^;
• बी (एक्स, टी) = बी ₀ कस (2 π एक्स / λ - 2 π फिट) Z ^।

यो समीकरण विद्युत र चुम्बकीय फिल्ड प्रत्येक अन्य संग चरण मा हो भनेर देखाउँछ। कुनै पनि समयमा, तिनीहरू एक साथ ई ₀ र बी ₀ बराबर एक ठाउँ मा आफ्नो अधिकतम मान _{पुग्न।} यी आयोम स्वतन्त्र छैनन्। मैक्सवेल गरेको समीकरण कि ई ₀ = सीबी ₀ सबै विद्युत छालहरू लागि vacuo मा प्रकट गर्छ।

को ध्रुवीकरण निर्देशन

प्रकाश छालहरू को चुम्बकीय र बिजुली क्षेत्रहरू को अभिमुखीकरण विवरण मात्र बिजुली क्षेत्र को दिशा संकेत सामान्यतया छन्। चुम्बकीय क्षेत्र सदिश perpendicularity क्षेत्रहरू को आवश्यकता र आन्दोलन को दिशा आफ्नो perpendicularity निर्धारण गरिन्छ। प्राकृतिक र linearly polarized ज्योति लहर को आन्दोलन को रूप निश्चित दिशा अन्तिम क्षेत्र दोलन मा कि विशेषता छ।

त्यहाँ अन्य सम्भव ध्रुवीकरण अमेरिका छन्। चुम्बकीय र बिजुली क्षेत्रहरू को परिपत्र vectors को को मामला मा स्थिर आयाम मा प्रसार निर्देशन घुमाइएका सापेक्ष छन्। Elliptically polarized ज्योति रैखिक र परिपत्र polarizations बीच एक मध्यवर्ती स्थिति छैन।

unpolarized प्रकाश

को विद्युत विकिरण उत्पन्न जो एक गर्म रेशा को सतह मा परमाणु, स्वतन्त्र प्रत्येक अन्य को, हो। प्रत्येक विकिरण लगभग 10 ^-9 10 ^-8 सेकेन्ड छोटो अवधि को गाडिहरु रूपमा modeled गर्न सकिन्छ। को रेशा देखि विद्युत छालहरू, प्रत्येक जो आफ्नो ध्रुवीकरण निर्देशन छ यी रेलका, एक superposition छ। अंधाधुंध उन्मुख रकम जो को लहर ध्रुवीकरण सदिश तेजी र erratically भिन्न प्रकारका गाडिहरु। एक लहर जस्तै unpolarized भनिन्छ। सबै प्रकाश को प्राकृतिक स्रोतहरू, सूर्य, गरमागरम दीपक, फ्लोरोसेन्ट दीपक र flames सहित यस्तो विकिरण उत्पादन। तर, प्राकृतिक प्रकाश अक्सर आंशिक कारण धेरै फैलिएको र प्रतिबिम्ब गर्न polarized छ।

यसरी, प्राकृतिक polarized प्रकाश देखि फरक एक विमान मा उत्पन्न पहिलो oscillations मा भन्ने तथ्यलाई मा हुन्छन्।

polarized विकिरण को स्रोत

को स्थानिक अभिमुखीकरण निर्धारित गर्दा polarized प्रकाश उत्पादन गर्न सकिन्छ। एउटा उदाहरण उच्च ऊर्जा चार्ज जसमा कणहरु एक चुम्बकीय क्षेत्र मा सार्ने र polarized विद्युत चुम्बकीय तरंग फेंकना को synchrotron विकिरण छ। त्यहाँ स्वाभाविक polarized प्रकाश फेंकना धेरै चिरपरिचित Astronomical स्रोतहरू छन्। यी नेबुले, supernova remnants र सक्रिय ग्याल्याक्टिक केन्द्रक समावेश गर्नुहोस्। कस्मिक विकिरण ध्रुवीकरण यसको स्रोतहरू को गुण निर्धारण गर्न अध्ययन गरिएको छ।

POLAROID फिल्टर

Polarized र प्राकृतिक प्रकाश अमेरिकी भौतिक एडविन भूमि द्वारा सिर्जना सामाग्री को, सबै भन्दा साधारण को जो को POLAROID छ नम्बर, मार्फत पारित गरेर विभाजित छन्। फिल्टर एक दिशा मा गर्मी उपचार प्रक्रिया द्वारा उन्मुख हाइड्रोकार्बन अणुहरुलाई लामो चेन हुन्छन्। छानेर विकिरण अवशोषित गर्न अणु, विद्युत क्षेत्र आफ्नो झुकाव गर्न समानान्तर छ। को polarizer छोडेर ज्योति linearly polarized छ। यसको बिजुली क्षेत्र आणविक अभिमुखीकरण निर्देशन लम्ब। POLAROID परिलक्षित र छरिएका प्रकाश को प्रभाव कम गर्ने घाम र फिल्टर सहित धेरै क्षेत्रहरू, मा आवेदन फेला छ।

प्राकृतिक र polarized प्रकाश: Malus को व्यवस्था

1808 मा, भौतिक एटिने लुइस Malus प्रकाश आंशिक polarized, गैर-धातु सतहहरु देखि प्रतिबिम्बित फेला परेन। यो प्रभाव को हदसम्म घटना को कोण र चिन्तनशील सामाग्री को अपवर्तनी सूचकांक मा निर्भर गर्दछ। हावा मा घटना को कोण को स्पर्शरेखा को चिन्तनशील सामाग्री को अपवर्तनी सूचकांक बराबर छ जब चरम अवस्थामा एक मा, परावर्तितप्रकास पूर्ण linearly polarized हुन्छ। यो घटना Brewster व्यवस्था (यसको आविष्कार पछि नाम, स्कटिश भौतिक दाऊदले Brewster) को रूपमा चिनिन्छ। यो ध्रुवीकरण दिशा प्रतिबिम्बित सतहमा समानान्तर। फ्लोरोसेन्ट glare सामान्यतया यस्तो सडक र पानी फिल्टर रूपमा तेर्सो सतहहरु देखि प्रतिबिम्ब मा उत्पन्न भएकोले सामान्यतः तेर्सो polarized प्रकाश रहन घाम मा प्रयोग गरिन्छ र त्यसैले छानेर प्रकाश को विचार हटाउन।

रेले फैलिएको

धेरै सानो वस्तुहरु जसको आयाम पनि तरङलम्बाइ भन्दा धेरै साना हुन्छन् द्वारा प्रकाश फैलिएको (तथाकथित रेले फैलिएको यो अंग्रेजी वैज्ञानिक प्रभु रेले पछि), पनि आंशिक ध्रुवीकरण सिर्जना गर्छ। सूर्यका पृथ्वीको वातावरण मार्फत बित्दै गर्दा, यो हावा अणु द्वारा dispersed छ। पृथ्वी र polarized प्राकृतिक प्रकाश छरिएका पुग्छ। ध्रुवीकरण को डिग्री कोण तितर-बितर निर्भर छ। मानिस प्राकृतिक र polarized प्रकाश बीच भेद गर्दैन देखि, यो प्रभाव सामान्यतया unnoticed जान्छ। तैपनि, धेरै कीराहरू आँखा यसलाई प्रतिक्रिया, र तिनीहरूले एक navigational उपकरण रूपमा छरिएका विकिरण को सापेक्षिक ध्रुवीकरण प्रयोग गर्नुहोस्। सामान्य फिल्टर क्यामेरा उज्ज्वल सूर्यका पृष्ठभूमि विकिरण कम गर्न प्रयोग गरिन्छ कि, polarized प्रकाश र प्राकृतिक रेले अलग जो एक सरल रैखिक polarizer छ।

anisotropic सामाग्री

ध्रुवीकरण प्रभाव optically anisotropic सामाग्री (जो अवलोकन गर्दै यस अपवर्तनी सूचकांक यस्तो birefringent क्रिस्टल, केही जैविक संरचना र optically सक्रिय सामाग्री रूपमा ध्रुवीकरण निर्देशन भिन्न हुन्छ)। प्राविधिक आवेदन polarizing सूक्ष्मदर्शी, लिक्विड क्रिस्टल प्रदर्शित र सामाग्री अनुसन्धान को लागि प्रयोग ओप्टिकल समावेश गर्नुहोस्।