Поляризация света
Волновая теория света активно развивается в начале XIX века, этим вопросом активно занимались ученые Томас Юнг и Огюстен Френель. Они развили волновую теорию света, которая была не изучена на тот момент совсем. До этого момента считалось, что свет является распространяющимися в некоторой среде – эфире, при этом распространение происходит продольными волнами.
Позднее в процессе более детального исследования явлений интерференции и дифракции пропал интерес и стал не актуален вопрос о том, как распространяются световые волны — продольно или поперечно. Ученые не могли предположить, это казалось невозможным, что свет распространяется поперечными волнами. Всё из-за того, что по аналогии с механическими волнами, которые не имеют возможности распространяться в жидкой и газообразной среде, а значит придется признать, что эфир — это твердое тело. В ходе экспериментов, более детального изучения постепенно собирались доказательства и факты, которые свидетельствовали о том, что световая волна распространяется поперечно.
Уже к концу XVII века было экспериментально доказано, что кристалл исландского шпата (CaCO3) обладает качеством, которое дает ему возможность раздваивать лучи света, проходящие через него. Если изменять положение кристалла относительно направления первоначального луча, то оба луча, которые проходят через него, будут тоже поворачиваться вслед за кристаллом. Данному явлению было дано название — двойное лучепреломление.
Что такое поляризация света?
Поляризация света – это явление выделения лучей из пучка естественного света, которые имеют определенную ориентацию электрического вектора.
Поляризация света — это физическое явление света, в результате него электрические векторы световой волны ориентируются в плоскости, параллельной той, в которой свет распространяется. Выделяют линейную, эллиптическую и круговую поляризацию.
Поляризация возникает при отражении, преломлении, прохождении света
Когда естественный свет направлен на границу раздела двух диэлектриков, например, воздуха и стекла, то часть его отражается, а часть преломляется и распространяется во второй среде. Если на пути отраженного и преломленного света анализатор (например, турмалин), то отраженный и преломленный лучи будут частично поляризованы.
При поляризации света при отражении преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения
При поляризации света при преломлении наблюдаются в большом количестве колебания, параллельные плоскости падения.
Дифракция поляризованного света доказывает, что свет имеет волновую природу, свет может отклонять направление волны от прямолинейного при огибании препятствий.
Интерференция поляризованного света указывает на поперечность световых колебаний, она возникает только в случае, если колебания лучей совершаются в одном направлении.
Законы поляризации света
В 1809 году французский физик Этьен Малюс открыл закон, который был названный в честь него. В опытах Малюса свет пропускался через 2 идентичные пластинки из прозрачного кристаллического вещество зеленого цвета — турмалина, которые были сложены вместе. Когда грани или оси кристаллов были параллельны, они хорошо пропускали свет, если же угол наклона между кристаллами менялся на величину φ, затем достигал определенного значения, то свет сквозь пластины турмалина не проходил.
Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной cos2 φ: I ~ cos2 φ.
Для продольных волн направление движения луча считается осью симметрии.
В продольной волне все направления в пространстве, которые перпендикулярны лучу, имеют равноправное значение.
В поперечной волне, например, в волне, идущей по жгуту из резины, направление колебаний жгута и перпендикулярное ему направление не равноправны. На рисунке изображена поперечная волна на резиновом жгуте. Колебательные движения частиц проходят вдоль оси y. При изменении положения и повороте щели S произойдет затухание волны.
Приходим к выводу, что асимметрия относительно направления распространения волны является главным отличительным признаком поперечной и продольной волны.
Томас Юнг в 1816 году впервые предположил и высказал свои догадки относительно поперечности световых волн. Огюстен Френель, занимающийся экспериментами в области физики, независимо от Т. Юнга, также выдвинул теорию о поперечном распространении световых волн. Он подтвердил ее огромным количеством экспериментов, впервые сформулировал теорию двойного лучепреломления света в кристаллах.
В середине 60-х годов XIX века Джейм Клерк Максвелл на основе имеющихся данных о совпадении значений скоростей распространения света и электромагнитных волн, впервые сформулировал доводы о природе света.
Ученый утверждал, что свет – это особый вариант электромагнитных волн. К тому времени было доказано, что световые волны распространяются поперечно, это доказывали поведенные эксперименты. Основываясь на эти доказанные данные Максвелл предположил, что поперечность электромагнитных волн является еще одним важным доказательством в пользу его утверждений об электромагнитной природе света. С того момента теория света приобрела необходимую должность, пропала необходимость вводить особую среду для передачи волн — эфир, который нужно было считать твердым телом.
Вектора \[\vec\] и \[\vec\] условиях электромагнитной волны направлены перпендикулярно друг другу, расположены в плоскости, которая перпендикулярна направлению распространения волны.
В каждом из взаимодействий света с веществом электрический вектор \[\vec\] играет главную роль, основываясь на этом его называют световым вектором.
Виды поляризации света
Линейно поляризованная (плоско поляризованная) волна возникает при распространении электромагнитной волны, когда световой вектор сохраняет свою направленность, колеблется только в одной определенной плоскости.
Термин и понятие поляризации света был впервые предложен в науке Малюсом в 1808 году, он использовал его для объяснения процессов, происходящих с поперечными механическими волнами.
Определения
Плоскость колебания — это плоскость, в которой движется световой вектор \[\vec\](на рисунке это плоскость yz).
Плоскость поляризации света — это плоскость, в которой совершает колебательные движения магнитный вектор \[\vec\](на рисунке это плоскость xz).
Угол поляризации света (угол Брюстера) – это угол падения света, при котором отраженный луч полностью поляризован.
Эллиптически поляризованная волна возникает в случае сложения двух монохромных волн, если две монохромные волны, которые распространяются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, вдоль одного и того же направления.
Определение
Эллипс поляризации — это эллипс, который описывает в пространстве конец вектора. Он возникает за один период светового колебания, когда в эллиптически поляризованной волне в любой плоскости P, находящейся перпендикулярно направлению распространения волны, конец вектора \[\vec\] совершает некоторый эллипс.
Размер и форма эллипса поляризации зависят от амплитуд ax и ay линейно поляризованных волн, а также определяются фазовым сдвигом Δφ между ними.
Волна с круговой поляризацией (ax = ay, Δφ=±π/2) — это особый случай эллиптически поляризованной волны.
Пространственная структура эллиптически поляризованной волны показана на рисунке 6.
Нет времени решать самому?
Что такое поляризация простыми словами
—>МЕНЮ —>
—>А ВЫ ЗНАЛИ, ЧТО. —>
Разрабатывая электрическую лампочку, Томас Эдисон исписал 40 тыс страниц.
—>СТАТИСТИКА —>
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>
—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>
Наши спонсоры
Поляризация света
Если рассматривать свет, как электромагнитную волну, то его можно разложить на две составляющие – электрическая волна и магнитная волна. Эти волны распространяются в одном направлении, но направление их колебания происходят под углом 90 0 друг к другу.
При этом, в ходе распространения, направления колебаний этих волн могут изменяться. Накладываясь друг на друга, такие световые волны «сливаются» в пучки неполяризованного света.
Такие пучки света называются неполяризованными. Солнечный свет, свет лампочки – всё это неполяризованный свет.
Поляризация света – явление, при котором из светового пучка «убираются» все лишние электромагнитные волны. Остаются лишь те, которые лежат в определённой плоскости – плоскости поляризации. Обычно для поляризации света используют специальную поляризационную плёнку.
Поляризацию используют не только в научных лабораториях, но и в повседневной жизни. Это и поляризационные фильтры для фотоаппаратов, и антибликовые линзы в солнцезащитных очках. Кроме этого, любой ЖК монитор и дисплеи мобильных теллефонов покрыты данной плёнкой. Оно помогает формировать изображение на экране.
Если же к первой поляризационной пластинке добавить вторую, то мы можем получить интересное устройство, позволяющее изменять количество света, проходящего сквозь него. При повороте одной пластинки относительно другой, поляризованная электромагнитная волна будет ослабляться. Ослабление будет тем сильнее, чем больше угол между плоскостями поляризации пластинок. При угле в 90 0 световая волна практически полностью будет задержана пластинками.
Благодаря этому можно добиться эффекта затемнения, который так же широко используется в нашей жизни в материалах с изменяемой прозрачностью.
# Поляризация света
Поляризация света — свойство света, в результате которого векторы напряженности электрического и магнитного полей световой волны ориентируются в плоскости, параллельной плоскости, в которой свет распространяется. Различают линейную, эллиптическую и круговую поляризацию. Она возникает при преломлении, отражении света или при прохождении его через анизотропную среду. Поляризацию часто иллюстрируют на примере двух кристаллов турмалина. Если сложить их вместе и вращать относительно друг друга, то в тот момент, когда грани или оси обоих кристаллов расположены параллельно, они свободно пропускают свет. Когда же угол между кристаллами достигает 90 градусов, свет сквозь них не проходит. Поляризация света широко используется в быту, технике и научных исследованиях. Так, ее применяют, чтобы регулировать интенсивность освещения и гашения бликов, повышать контраст прозрачных и малоконтрастных объектов. Также это явление активно используется в кристаллографических исследований, на нем основана поляризационная микроскопия и т. д. Термин «поляризация света», предложенный в 1808 году французским физиком Этьенном Луи Малюсом, проводившим эксперименты с другим кристаллом (испанским шпатом), возник задолго до того, как природа этого явления получила полное объяснение. Изображение: Dave3457/Wikimedia Commons
Новая 3D-видеокамера снимает 100 миллиардов кадров в секунду
16 октября 2020, 21:20
На основе графена создали детектор терагерцового излучения
02 октября 2020, 14:24
Для бесконтактной диагностики тканей разработали новый вид поляриметрии
31 июля 2020, 09:29
Поляризационный отбор оказался причиной неполного распада возбужденных атомов
23 июля 2020, 18:38
Ученые нашли метод управления дифракцией пучков закрученного света
14 июля 2020, 17:07
Физики впервые увидели разветвление светового пучка
03 июля 2020, 15:35
Новая метаповерхность управляет поляризацией света в широком диапазоне
04 июня 2020, 15:45
Ученые изменили зеркальную симметрию в слоистых материалах
28 февраля 2020, 10:39
Ученые сжали и «остановили» свет
30 сентября 2019, 11:00
Поляризация излучения гамма-всплеска оказалась незначительной
20 июня 2019, 16:46
Впервые реализован парадокс квантового голубиного гнезда
16 февраля 2019, 11:16
В джетах активных галактик не нашли темной материи
12 декабря 2018, 11:21
- Новости
- События
- Фото дня
- Цифровая энциклопедия
- Дискуссионный клуб
- Открытия российских ученых
Indicator, 2024 г. 18+
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Все права защищены. Полное или частичное копирование материалов Сайта в коммерческих целях разрешено только с письменного разрешения владельца Сайта. В случае обнаружения нарушений, виновные лица могут быть привлечены к ответственности в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.
Как простыми словами обьяснить что такое «Поляризация света»?
Каким-либо образом упорядоченное колебание светового вектора.
Ничего сложного в этом определении нет.
Вектор напряжённости должен колебаться не как попало, а в какой-то плоскости, например.
Доходчивые рисунки в источнике.
Источник: http://ru.wikipedia.org/wiki/Поляризация_света
Остальные ответы
Можно поставить иллюстрацию: через длинную узкую вертикальную щель пропустить веревку и пустить по ней волну.. .
так вот в вертикальной плоскости волна будет с двух сторон, а если пустить горизонтально, то с одной.
Направление поля в волне.
Простым языком. помню свой учебник физики, автор перышкин. класс 11, вроде, там про поляризацию света очень хорошо написано, поищи в инете.
Поляризация как процесс-это упорядочение колебаний напряженности электрической составляющей электромагнитного поля в определенном направлении волны каким то образом. Чаще всего поляризация обычного света происходит на поверхности диэлектриков. Связано это с тем когда молекула диэлектрика поглощает електромагнитную волну и переходит в возбужденное состояние излучает она поглощенную энергию уже со строго определенной ориентацие вектора напряженности электрического поля в пространстве потому что сама он жестко закреплена в кристаллической структуре диелектрического вещества и просто не может излучать по другому. Поэтому свет отраженный от диэлектриков уже в поляризован-в этом можно убедиться если взять поляризующую пленку (напрмер ЖК-дисплей от калькулятора) и глядя сквозь нее на блики от диэлектриков крутить ее. Под разными углами яркость бликов будет разная. Если же смотреть через такой поляризатор на блики от металлов то их яруость не будет зависеть от угла поворота пленки сквозь котороую смотришь потому что приотражении от металлов поляризации не происходит. В металлах волны поглощают свободные электроны, а так как он свободно движутся и не зафиксированы в решенке то и излучать могут в любых направлениях.