Степента на поляризация на частично поляризирана светлина дефиниция и описание с формула

Днес ще разкрие същността на вълна природа на светлината и свързаното с това, че явлението "степента на поляризация."

А способността да се вижда светлина

Естеството на светлина и способността на свързаните с развълнувани да видят съзнанието на хората за дълго време. Древните гърци, опитвайки се да обясни видението, предложени: или окото излъчва някои "лъчи", че "пипнешком" околните обекти и по този начин да информира лицето на своята форма и вид, или нещата се излъчва нещо, което улови хората и съдията как работят нещата , Теориите са далеч от истината: живите същества виждат чрез отразената светлина. От тази реализация на възможността, за да разбера каква е степента на поляризация, той остана с една стъпка - да се разбере, че светлината е вълна.

Светлината - вълна

По-подробно проучване разкри светлина: при липса на смущения тя се простира по права линия и не се срине. Ако на лъча се издига непрозрачен пречка, сенките се формират и къде отива много лек, хората не се интересуват. Но веднага след като емисията се изправят един прозрачен носител, невероятни неща се случват: посоката на разпространение лъч променило и бледи. През 1678 г. Кристиан Хюйгенс предполага, че това може да се обясни само с факта: светлина - една вълна. Учен образна принцип Хюйгенс ", която по-късно бе допълнена от Френел. Поради това хората днес знаят как да се определи степента на поляризация.

принцип на Хюйгенс-Френел

Според този принцип, всяка точка на средата, към която фронтът на вълната е достигнала вторичен източник на кохерентна радиация, и плика на всички фронтове на тези точки служи като фронта на вълната в следващия момент. По този начин, ако светлината се разпространява необезпокоявани, във всеки момент след фронта на вълната, е същият като в предишния. Но си струва да лъч на препятствия срещат, влизането в сила на друг фактор: в разнообразна среда в светлината пътува с различна скорост. По този начин, фотонът, който успя да стигне до другия сред първите, които го разпространява по-бързо от последната от фотонния лъч. Вследствие на фронта на вълната наклона. Степента на поляризация тук още в нищо, но за да се разбере това явление в пълен размер е необходимо.

време на процеса

Заслужава да се отбележи отделно, че всички тези промени се случват изключително бързо. Скоростта на светлината във вакуум е триста хиляди километра в секунда. Всеки средно бавно светлина, но не много. Времето, за което фронта на вълната е нарушена при преминаване от една среда в друга (например, от въздух-вода), е изключително малка. Човешкото око не може да забележите това, и малко устройство е в състояние да улови толкова кратък процес. Така че да се разбере явлението трябва теоретично. Сега, с пълното съзнание, че такова излъчване, читателят иска да разбере как да се намери степента на поляризация на светлината? Нека да не мами техните очаквания.

Поляризация на светлината

Вече споменахме, че в различните среди на светлинни фотони са с различна скорост. Тъй като светлината - е напречна електромагнитна вълна (не е концентриране и разреждане на околната среда), то има две основни характеристики:

• векторът вълна;
• амплитудата (като количество вектор).

Първата характеристика показва, когато светлинен лъч се отнася, по този начин има вектор поляризация, например вектор, който е насочен към интензитета на електрическото поле. Това позволява завъртане около вектора на вълната. Естествената светлина, като например, излъчвана от слънцето, не разполага с поляризация. Колебанията са общи във всички посоки с еднаква вероятност, не съществува избрана посока или форма, която варира по протежение на края на вектора на вълна.

Видове поляризирана светлина

Преди да се научите как да се изчисли формула степента на поляризация и да направи изчисления, е да се разбере какви са видовете поляризирана светлина.

1. Кръгли поляризация. Краят на вълна вектора на светлината описва елипса.
2. Линейна поляризация. Това е специален случай на първото изпълнение. Както подсказва името, на снимката в същото време - една посока.
3. Кръгова поляризация. В друг начин, той се нарича още кръгла.

Всяко естествена светлина може да бъде представена като сума от две взаимно перпендикулярни поляризиращи елементи. Трябва да се помни, че двете перпендикулярно поляризирани вълни не взаимодействат. Тяхната намеса не е възможно, тъй като по отношение на амплитудите на взаимодействие както ако те не съществуват един за друг. Когато се срещат, те просто отидете на без да се променя.

Частично поляризирана светлина

Използването на ефекта на поляризация е огромен. Насочване на естествена светлина към обекта, и получените частично поляризирана, изследователите могат да определят свойствата на повърхността. Но как да се определи степента на поляризация на частично поляризирана светлина?

Има формула NA Umov:

P = (Iper -Ipar) / (+ Iper Ipar), където Iper - е интензитет на светлината в посока, перпендикулярна на равнината на поляризатор или отразяваща повърхност, и Ipar - паралелно. Р стойност може да стойности от 0 (за естествена светлина, лишена от поляризация) до 1 (за равнина поляризирана радиация).

Може естествената светлина да бъде поляризирана?

Въпросът на пръв поглед странно. След излъчване, което не разполага с конкретни указания, наречен естествено. Но за жителите на повърхността на Земята, е в известен смисъл подходът. Sun дава поток от електромагнитни вълни с различна дължина. Тази радиация не е поляризирана. Въпреки това, минаваща през дебел слой на атмосферата, емисията става незначително поляризация. Така че степента на поляризация на природата като цяло не е равно на нула. Но стойността е толкова малка, че често се пренебрегва. Тя се взема предвид само в случай на точни астрономически изчисления, където най-малката грешка може да добавите звезда години или разстояние до нашата система.

Защо е поляризирана светлина?

често Казахме, че фотоните се държат различно в различни среди. Но не се споменава защо. Отговорът зависи от това какъв вид среда ние говорим, с други думи, във всеки агрегатно състояние е то.

1. Сряда - кристално тяло със строго периодична структура. Обикновено, структурата на такова вещество е представено като решетка с фиксирани топки - йони. Но като цяло, това не е съвсем точна. Подобен подход е често оправдано, но не и в случай на взаимодействието на електромагнитно лъчение и кристал. В действителност, всеки йон се колебае около равновесното си положение, а не на случаен принцип, но в съответствие с това, което той има съседи от какво разстояние са и колко от тях. Тъй като всички тези варианти са строго програмиран твърд носител, и излъчва абсорбираната фотона, този йон е в състояние само строго определена форма. Този факт води до друго: каква ще е поляризацията на изходящия фотон, това зависи от посоката, в която е влязло в кристала. Това се нарича анизотропия на имотите.
2. Сряда - течност. Тук, реакцията е по-трудно, тъй като има два фактора - молекулна сложност и колебанията (разреждане-сгъстяване) плътност. Самото предизвикателни дълги органични молекули имат определена структура. Дори най-простият от молекули на сярната киселина не са хаотично сферична съсирек и доста бетон кръстовидна форма. Друго нещо е, че те обикновено се поставят на случаен принцип. Въпреки това, Вторият фактор (отклонение) е в състояние да се създадат условия, при които малък брой молекули, образувани в малък обем от един вид на временни структури. В същото време, или всички молекули са една и съща посока, или ще бъдат разположени един спрямо друг при някои определени ъгли. Ако светлината в този момент ще премине през течна част, той получава частична поляризация. Ние се заключи, че температурата значително влияе на поляризация на течността: по-висока е температурата, толкова по-голяма турбулентност и ще се формират повече такива сайтове. Последният извод е там, защото на теорията за самоорганизация.
3. Сряда - газ. В случай на еднакво газ поляризация се дължи на колебания. Ето защо естествената светлина на слънцето, която преминава през атмосферата става малък поляризация. И ето защо небето е синьо цвят: средният размер на уплътняващия елемент така, че електромагнитното лъчение е разпръснат сини и виолетови цветове. Но ако ние се занимаваме със смес от газове, а след това се изчисли степента на поляризация е много по-трудно. Тези проблеми често се решават астрономите, които изследват звездите преминали през плътния молекулярен облак, на газ. Поради това е трудно и това е интересно да се проучат далечни галактики и клъстери. Но астрономите се справят и дават невероятни снимки на дълбокия космос на хората.