ከፖላራይዝድ እና የተፈጥሮ ብርሃን. የተፈጥሮ በተለየ ከፖላራይዝድ ብርሃን

ማዕበሉ ሁለት ዓይነት ናቸው. የ ቁመታዊ የመርገብገብ perturbation propagation የእነሱን አመራር ጋር ትይዩ. አንድ ምሳሌ በአየር ላይ ድምጽ ምንባብ ነው. Transverse ሞገድ እንቅስቃሴ አቅጣጫ 90 ° ማዕዘን ላይ ናቸው ብጥብጥ የያዘ. ለምሳሌ ያህል, ውኃ የጅምላ በኩል አግድም በማለፍ ወደ ማዕበል በራሱ ወለል ላይ ቋሚ ንዝረት ያስከትላል.

ያለው ግኝት

የ ከፖላራይዝድ እና የተፈጥሮ ብርሃን ጀመረ ጊዜ: አብራርቷል ቆይቷል በ XVII መቶ ዘመን አጋማሽ ላይ በግልጽ ሚስጥራዊ የጨረር ውጤቶች አንድ ቁጥር አንድ ማዕበል ክስተት ሆኖ ይታይ ዘንድ እና ንዝረቶች አመራር የተገኘው ነበር. የመጀመሪያው ተብለው እናትኩር ውጤት 1669 ውስጥ የዴንማርክ ሐኪም ኢራስመስ Bartholin በ ተገኘ. ሳይንሳዊ አይስላንድ spar ወይም ካልሲየም (ካልሲየም ካርቦኔት ክሪስታል መልክ) ውስጥ ድርብ ጨረር ወይም birefringence ተናግሯል. ብርሃን አንድ ካልሳይት ክሪስታል በኩል ሲያልፍ ሁለት ምስሎች እርስ በርስ አንጻራዊ ከመሸጋገርዎ ማምረት, ይለውጠዋል.

ኒውተን ይህን ክስተት ማወቅ እና ምናልባትም ብርሃን ኮርፐስል ሁለት ምስሎች ምስረታ መንስኤ ሊሆን ይችላል asymmetry ወይም "አንድ ጎን", እንዳላቸው ይጠቁማል. Huygens, ኒውተን በኖረበት ዘመን የአንደኛ ደረጃ ማዕበል እጥፍ ጨረር መካከል ያለውን ጽንሰ ሐሳብ ማስረዳት ችሎ ነበር, ነገር ግን እሱ ወደ ውጤት ያለውን እውነተኛ ትርጉም መረዳት ነበር. ድረስ Birefringence ሚስጥር ሆኖ ቶማስ ያንግ እና የፈረንሳይ የፊዚክስ ኦገስቲን-Zhan Frenel የብርሃን ሞገድ transverse እንደሆኑ ጠቁሟል አይደለም. አንድ ቀላል ሃሳብ ተከፋፍላለች እና ተፈጥሯዊ ነገር ለማብራራት ፈቅዷል ብርሃን. ይህ እናትኩር ውጤቶች በመተንተን አንድ የተፈጥሮ እና ባልተወሳሰበ ማዕቀፍ የቀረበ.

የ birefringence የራሱ ማዕበል ቬሎሲቲ አለው እያንዳንዱ ሁለት orthogonal polarizations, ጥምር ሳቢያ ነው. ምክንያቱም ሁለት ምንዝሮች ፍጥነት ውስጥ ያለውን ልዩነት የተለያየ refractive የይዘቶቹ አላቸው, ስለዚህም እነሱ በተለየ ሁለት ምስሎች ማፍራት, ትምህርቱን በኩል የሚታጠፈው ናቸው.

ከፖላራይዝድ እና የተፈጥሮ ብርሃን: ማክስዌል ንድፈ

Fresnel በፍጥነት birefringence እና ሌሎች የጨረር ውጤቶች በርካታ ለማድረግ አስችሏል transverse ማዕበል የሆነ አጠቃላይ ሞዴል, አዳብሯል. ከአርባ ዓመት በኋላ, የኤሌክትሮማግኔቲክ ማክስዌል ንድፈ ጸዳ ብርሃን transverse ተፈጥሮ ያብራራል.

የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ማክስዌል እንቅስቃሴ በተለወጠ አመራር perpendicular መግነጢሳዊ እና የኤሌክትሪክ መስኮች ያቀናበረው. የ መስኮች እርስ በርስ 90 ° ማዕዘን ላይ ናቸው. በዚህ ሁኔታ ውስጥ መግነጢሳዊ እና የኤሌክትሪክ መስኮች propagation አቅጣጫ መብት ግራኝ ለማስተባበር ስርዓት ይፈጥራሉ. ድግግሞሽ F እና ርዝመት λ ጋር ማዕበል ለማግኘት አዎንታዊ x አቅጣጫ ያነሳሳቸዋል ይህም: መስኮች ለስሌት የተገለጸው ነው (እነርሱ = ሐ λf ጥገኛ ይዛመዳል):

• ኢ (x, t) = ኢ ₀ cos (2 π x / λ - 2 π ጫማ) y ^;
• B (x, t) = B ₀ cos (2 π x / λ - 2 π ጫማ) z ^.

የ equations የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ መስኮች እርስ በርሳቸው ደረጃ ላይ መሆናቸውን ያሳያሉ. በየትኛውም ጊዜ: እነርሱ በተመሳሳይ በኢ ₀ እና B ₀ ጋር እኩል የሆነ ቦታ ላይ ያላቸውን ከፍተኛው እሴቶች _{መድረስ.} እነዚህ amplitudes ገለልተኛ አይደሉም. ማክስዌል የአምላክ እኩልታዎች ሁሉ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ለ E ₀ = CB ₀ እንደሆነ vacuo ውስጥ ያሳያሉ.

የ እናትኩር አቅጣጫ

የብርሃን ሞገድ መግነጢሳዊ እና የኤሌክትሪክ መስኮች ያለውን ዝንባሌ መግለጫ ውስጥ ብቻ የኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ ያመለክታሉ በተለምዶ ናቸው. መግነጢሳዊ መስክ ቬክተር ወደ perpendicularity መስኮች መስፈርት እና እንቅስቃሴ አቅጣጫ ያላቸውን perpendicularity የሚወሰን ነው. የተፈጥሮ እና በተቀመጡ ከፖላራይዝድ ብርሃን ሞገድ እንቅስቃሴ እንደ ቋሚ አቅጣጫዎች ባለፈው መስክ የታወከውን በዚያ ውስጥ ባሕርይ ነው.

ሌሎች በተቻለ እናትኩር ስቴቶች አሉ. መግነጢሳዊ እና የኤሌክትሪክ መስኮች ክብ የሚያዛምቱባቸው ሁኔታ ውስጥ በቋሚ amplitude ላይ propagation አቅጣጫ ዞሯል ዘመድ ናቸው. Elliptically ከፖላራይዝድ ብርሃን መስመራዊ እና ክብ polarizations መካከል መካከለኛ ቦታ ላይ ነው.

unpolarized ብርሃን

የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ለማመንጨት ይህም የጦፈ የክሩ ወለል ላይ አተሞች, በግሉ እርስ መካከል ናቸው. እያንዳንዱ ጨረር በግምት 10 ^{-9 -8} 10 ሰከንዶች አጭር ቆይታ ውስጥ ባቡሮች እንደ የሚገልጹበትን ይቻላል. የክሩ ከ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ, የራሱ እናትኩር አቅጣጫ አለው እያንዳንዱ እነዚህ ባቡሮች, አንድ superposition ነው. በዘፈቀደ ተኮር መጠን ይህም ከሚወዘወዘው እናትኩር ቬክተር በፍጥነት ጀመረና ይለያያል ቅጾች ያሠለጥነናል. እንዲህ ዓይነቱ ማዕበል unpolarized ይባላል. ሁሉም ብርሃን የተፈጥሮ ምንጮች, ፀሐይ, ያለፈበት መብራቶች, ፍሎረሰንት መብራቶች እና ነበልባል, ጨምሮ እንደዚህ ጨረር ያፈራሉ. ይሁን እንጂ የተፈጥሮ ብርሃን ብዙውን ጊዜ በከፊል ምክንያት በርካታ መበታተን እና ነፀብራቅ ወደ ተከፋፍላለች.

በመሆኑም የተፈጥሮ ከፖላራይዝድ ብርሃን ከ ልዩነት የመጀመሪያ ቢትንና ውስጥ በአውሮፕላን ውስጥ የሚከሰቱ እውነታ ውስጥ ያካትታል.

ከፖላራይዝድ ጨረር ምንጮች

የከባቢያዊ ዝንባሌ የሚወሰነው ጊዜ ከፖላራይዝድ ብርሃን ምርት ይቻላል. አንድ ምሳሌ ከፍተኛ የኃይል ቅንጣቶች አንድ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ መንቀሳቀስ እና ከፖላራይዝድ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ያሰማሉ; ክስ ውስጥ ያለውን synchrotron ጨረር ነው. በተፈጥሮ ከፖላራይዝድ ብርሃን ያሰማሉ; ብዙ ታዋቂ የሥነ ፈለክ ምንጮች አሉ. እነዚህ አንጸባራቂ, በፍንዳታ ስለሚጠፉ እና ንቁ የጋላክሲው ኒውክላይ ያካትታሉ. በጠፈር ጨረር እናትኩር በውስጡ ምንጮችን ባህሪያት ለመወሰን ሲባል ጥናት ነው.

የፖላሮይድ ማጣሪያ

ከፖላራይዝድ እና የተፈጥሮ ብርሃን የአሜሪካ የፊዚክስ ኤድዊን መሬት የተፈጠረ የፖላሮይድ የታወቀ ነው በጣም የተለመደ ስለ የትኛው ቁሳቁሶች በርካታ: በኩል በማለፍ የተለዩ ናቸው. ማጣሪያውን ሙቀት ህክምና ሂደት በ በአንድ አቅጣጫ ተኮር ቃርሚያና ሞለኪውሎች ረጅም ሰንሰለቶች የተዋቀረ ነው. እየመረጡ ጨረር ገጥመን ሞለኪውል, የኤሌክትሪክ መስክ ዝንባሌያቸውን ጋር ትይዩ ነው. የ polarizer ትተው ወደ ብርሃን በተቀመጡ ተከፋፍላለች. የሞለኪውላዊ ዝንባሌ አቅጣጫ, perpendicular የራሱ የኤሌክትሪክ መስክ. ፖላሮይድ ወደ ያንጸባረቀ ተጥለውም ብርሃን ውጤት ለመቀነስ እንደሆነ መነጽር እና ማጣሪያዎችን ጨምሮ በብዙ መስኮች ውስጥ ማመልከቻ አግኝቷል.

የተፈጥሮ እና ከፖላራይዝድ ብርሃን: Malus ሕግ

1808 ውስጥ, የፊዚክስ ኤቴይን ሉዊስ Malus ብርሃን በከፊል ከፖላራይዝድ, ያልሆኑ ከብረታማ ክፍል ቦታዎች የመጡ ተንጸባርቋል እንደሆነ አገኘ. የዚህ ውጤት ምን ያህል በመዛመት ላይ ያለውን አንግል እና ነጸብራቅ ቁሳዊ ያለውን refractive ኢንዴክስ ላይ ይወሰናል. አየር ውስጥ በመዛመት ላይ ያለውን አንግል ታንጀንት የ A ንጸባራቂ ያለውን refractive መረጃ ጠቋሚ ጋር እኩል ነው ጊዜ የከፋ ሁኔታዎች በአንዱ ውስጥ የሚያንጸባርቅ ብርሃን ሙሉ በሙሉ በተቀመጡ ተከፋፍላለች ሆነ ነው. ይህ ክስተት (በውስጡ discoverer በኋላ የሚባል, ስኮትላንዳዊው የፊዚክስ ዳዊት ብሩስተር) ብሩስተር ሕግ በመባል የሚታወቀው ነው. የ እናትኩር አቅጣጫ ወደ በማንጸባረቅ ወለል ጋር ትይዩ. ፍሎረሰንት ነጸብራቅ አብዛኛውን ጊዜ እንደ መንገዶች እና የውሃ ማጣሪያዎች እንደ አግዳሚ ክፍል ቦታዎች ከ ነጸብራቅ ላይ የሚከሰተው በመሆኑ በተለምዶ በአግድም ተከፋፍላለች ብርሃን ለመቆየት መነጽር ውስጥ ጥቅም ላይ ስለዚህም እየመረጡ የብርሃን ነጸብራቅ ማስወገድ ነው.

Rayleigh መበታተን

የማን ልኬቶችን ወደ የሞገድ እጅግ ያነሱ ናቸው በጣም ትናንሽ ነገሮችን በማድረግ ብርሃን መበታተን (የሚባሉት Rayleigh መበታተን የእንግሊዝኛ ሳይንቲስት ጌታ Rayleigh በኋላ), እንዲሁም ከፊል እናትኩር ይፈጥራል. የፀሐይ ብርሃን ወደ ምድር ከባቢ አየር ባለፈ ጊዜ, የአየር ሞለኪውሎች በ የተበተኑትን ነው. Earth እና ከፖላራይዝድ የተፈጥሮ ብርሃን ተበታተኑ ይደርሳል. እናትኩር ያለውን ደረጃ አንግል ይበትናል ላይ ጥገኛ ነው. የሰው የተፈጥሮ እና ከፖላራይዝድ ብርሃን መለየት አይደለም በመሆኑ, ይህ ውጤት በአብዛኛው ሳያያት ይሄዳል. ያም ሆኖ ብዙ ነፍሳት ዓይን ይህን ምላሽ, እና እነሱ የመልእክት መሣሪያ አድርጎ የተበተኑትን ጨረር አንጻራዊ እናትኩር ይጠቀማሉ. ብሩህ የፀሐይ ብርሃን ውስጥ ጀርባ ጨረር ለመቀነስ ጥቅም ላይ መሆኑን መደበኛ ማጣሪያ ካሜራ, ወደ ከፖላራይዝድ ብርሃን እና የተፈጥሮ Rayleigh ይለያል ይህም ቀላል መስመራዊ polarizer ነው.

anisotropic ቁሳቁሶች

እናትኩር ውጤቶች በ optically anisotropic ቁሶች (ይህም በ ይከበር ነው ያለው refractive ኢንዴክስ እንደ birefringent ቅንጣቶች, አንዳንድ ባዮሎጂያዊ መዋቅር እና optically ንቁ ቁሳቁሶች እንደ እናትኩር አቅጣጫ ጋር ይለያያል). የቴክኖሎጂ መተግበሪያዎች polarizing መነጽሮችን, ፈሳሽ ክሪስታል ማሳያዎች እና ቁሳቁሶች ምርምር የሚያገለግል የጨረር መሣሪያዎች ይገኙበታል.