ध्रुवीकरण आणि नैसर्गिक प्रकाश. नैसर्गिक विपरीत ध्रुवीकरण प्रकाश

लाटा दोन प्रकारची आहेत. रेखांशाचा कंपनविषयक मनस्ताप वंशवृध्दी त्यांच्या दिशेने समांतर. एक उदाहरण हवेत आवाज रस्ता आहे. आडवा लाटा जे चळवळ दिशा 90 ° च्या कोनात आहेत न लागणे असते. उदाहरणार्थ, पाणी वस्तुमान माध्यमातून आडव्या जात लाट त्याचे पृष्ठभाग उभी स्पंदने होतो.

शोध

, ध्रुवीकरण आणि नैसर्गिक प्रकाश सुरुवात केली, तेव्हा स्पष्ट केला आहे XVII शतक मध्यभागी साजरा अनाकलनीय ऑप्टिकल प्रभाव एक संख्या लाट इंद्रियगोचर म्हणून regarded जाऊ आणि त्याच्या स्पंदने दिशेने शोध. प्रथम तर म्हणतात ध्रुवीकरण परिणाम 1669 मध्ये डॅनिश वैद्य बॉल योनीच्या लावला होता. वैज्ञानिक आइसलँड वाद घालणे किंवा कॅल्शियम (कॅल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल स्वरूपात) दुप्पट अपवर्तन किंवा birefringence साजरा. प्रकाश एक कॅलसाइट क्रिस्टल जातो तेव्हा उत्पादन दोन प्रतिमा एकमेकांना सापेक्ष हलविण्यात आले आहेत, ते स्प्लिट.

न्यूटन या इंद्रियगोचर माहिती आहे आणि कदाचित प्रकाश अगर पाढर्या अभाव किंवा "एकतर्फी", दोन प्रतिमा निर्मिती कारण असू शकते, असे आहे असे सूचित करते की. Huygens न्यूटन समकालीन प्राथमिक लाटा दुहेरी अपवर्तन त्याच्या सिद्धांत स्पष्ट करण्यासाठी सक्षम होते, परंतु तो परिणाम खरे अर्थ समजला नाही. पर्यंत Birefringence एक गुपित होते थॉमस यंग आणि फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ Augustin-Zhan Frenel प्रकाश लाटा आडवा आहेत, अशी सूचना नाही. एक साधी कल्पना polarized आणि नैसर्गिक काय हे स्पष्ट करण्याची परवानगी आहे प्रकाश. या ध्रुवीकरण प्रभाव विश्लेषण एक नैसर्गिक आणि uncomplicated फ्रेमवर्क प्रदान.

birefringence त्याच्या लाट गती आहे, जे प्रत्येक दोन Orthogonal polarizations, संयोजन झाले आहे. कारण दोन घटक गती फरक विविध refractive निर्देशांक आहे, आणि म्हणून ते वेगळ्या दोन प्रतिमा उत्पादन, साहित्य माध्यमातून refracted आहेत.

ध्रुवीकरण आणि नैसर्गिक प्रकाश: मॅक्सवेल सिद्धांत

Fresnel पटकन birefringence आणि इतर ऑप्टिकल प्रभाव अनेक साधला जे आडवा लाटा व्यापक मॉडेल विकसित केले आहे. चाळीस वर्षांनंतर, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक मॅक्सवेल सिद्धांत सुरेखरीत्या प्रकाश आडवा निसर्ग स्पष्ट करते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा मॅक्सवेल चळवळ oscillating दिशा लंब चुंबकीय आणि विद्युत फील्ड बनलेला. फील्ड एकमेकांना 90 ° च्या कोनात आहेत. या प्रकरणात चुंबकीय आणि विद्युत फील्ड वंशवृध्दी दिशा तयार एक उजव्या हाताने समन्वय प्रणाली. वारंवारता फ आणि लांबी λ एक लहर साठी, सकारात्मक नाम दिशेने आणले जाते, जे फील्ड गणितानुसार वर्णन (ते = क λf विश्वास संबंधित):

• ई (x, टी) = ई ₀ cos (2 π X / λ - 2 π फूट) युवराज ^;
• ब (x, टी) = ब ₀ cos (2 π X / λ - 2 π फूट) z ^.

समीकरणे विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्र एकमेकांशी टप्प्यात आहेत की दाखवा. कोणत्याही वेळी, एकाच वेळी ई ₀ आणि ब ₀ समान जागा त्यांच्या जास्तीत जास्त मूल्ये _{पोहोचेल.} या amplitudes स्वतंत्र नाहीत. मॅक्सवेल समीकरणे की ई ₀ = CB ₀ सर्व इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा vacuo प्रकट.

ध्रुवीकरण दिशा

प्रकाश लाटा चुंबकीय आणि विद्युत फील्ड आवड वर्णनात विशेषतः केवळ विद्युत क्षेत्राची संकेत निर्देशित करतात. चुंबकीय क्षेत्र सदिश perpendicularity फील्ड गरज आणि चळवळ दिशा त्यांच्या perpendicularity द्वारे केले जाते. नैसर्गिक आणि सतत ध्रुवीकरण प्रकाश लाट चळवळ म्हणून निश्चित दिशानिर्देश गेल्या क्षेत्रात अस्थिर मध्ये मध्ये दर्शविले आहे.

इतर शक्य ध्रुवीकरण राज्य आहेत. चुंबकीय आणि विद्युत फील्ड परिपत्रक vectors बाबतीत सतत मोठेपणा येथे वंशवृध्दी दिशा फिरवले नातेवाईक आहेत. Elliptically ध्रुवीकरण प्रकाश रेषेचा आणि परिपत्रक polarizations दरम्यान दरम्यानचे क्रमांकावर आहे.

unpolarized प्रकाश

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे निर्माण जे एक गरम पाण्याची सोय केसर पृष्ठभाग वर अणू, स्वतंत्रपणे प्रत्येक इतर आहेत. प्रत्येक किरणे अंदाजे 10 ^-9 10 ^-8 सेकंद अल्प कालावधीसाठी गाड्या म्हणून असलेले केले जाऊ शकते. केसर पासून इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा, या गाड्या, त्याच्या स्वत: च्या ध्रुवीकरण दिशा आहे, जे प्रत्येक एक superposition आहे. सहजगत्या देणारं रक्कम फॉर्म जे लाट ध्रुवीकरण वेक्टर वेगाने आणि erratically बदलते गाडी. अशा एक लहर unpolarized म्हणतात. सर्व प्रकाश नैसर्गिक स्रोत, सूर्य, तप्त झाल्यावर प्रकाशमान होणारा दिवे, fluorescent दिवे आणि flames, धरून, अशा किरणे निर्मिती. तथापि, नैसर्गिक प्रकाश अनेकदा अंशतः एकाधिक अत्यंत आणि प्रतिबिंब polarized आहे.

त्यामुळे नैसर्गिक ध्रुवीकरण प्रकाश फरक प्रथम oscillations विमानात मध्ये येऊ की मध्ये समावेश.

ध्रुवीकरण किरणे स्रोत

अवकाशीय आवड निर्धारित तेव्हा ध्रुवीकरण प्रकाश जाउ शकतो. एक उदाहरण इलेक्ट्रॉन्सची गती वाढवण्याचे साधन किरणे, उच्च-ऊर्जा एक चुंबकीय क्षेत्रात हलवून आणि ध्रुवीकरण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक तरंग सोडणे कण आकारली जे आहे. नैसर्गिकरित्या ध्रुवीकरण प्रकाश सोडणे की अनेक सुप्रसिद्ध खगोलशास्त्रीय स्रोत आहेत. या तेजोमेघ, स्फोट पावणारा तारा अवशेष, आणि सक्रिय आकाशगंगेसंबंधी केंद्रके यांचा समावेश आहे. वैश्विक किरणे ध्रुवीकरण त्याच्या स्रोत गुणधर्म निश्चित करण्यासाठी अभ्यास आहे.

Polaroid फिल्टर

ध्रुवीकरण आणि नैसर्गिक प्रकाश अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ एडविन जमीन तयार साहित्य अनेक, जे सर्वात सामान्य Polaroid आहे, जाणार्यांसाठी िवभाजीत केले जाते. फिल्टर उष्णता उपचार प्रक्रिया करून एका दिशेने देणारं हायड्रोकार्बन रेणू लांब बंदिवासात समावेश आहे. निवडक किरणे लक्ष वेधून घेणे रेणू, विद्युत क्षेत्राची त्यांच्या आवड समांतर आहे. polarizer सोडून प्रकाश सतत polarized आहे. आण्विक आवड दिशा लंब त्याची विद्युत क्षेत्राची. Polaroid अर्ज प्रतिबिंबित आणि पसरलेले प्रकाश प्रभाव कमी वाटते आणि फिल्टर अनेक युगात आढळले आहे.

नैसर्गिक आणि ध्रुवीकरण प्रकाश Malus नियम

1808 मध्ये, भौतिकवादी ईटियेन लुई Malus प्रकाश अंशतः ध्रुवीकरण, बिगर धातूचा पृष्ठभाग पासून प्रतिबिंबित आढळले. हा प्रभाव प्रमाणात प्रादुर्भाव कोन आणि अधोरेखित साहित्य refractive निर्देशांक अवलंबून असते. हवेत केसेस कोनाचे टॅन्जंट अधोरेखित साहित्य refractive निर्देशांक समान आहे, तेव्हा अशा परिस्थितीत एका, परावर्तित प्रकाश पूर्णपणे सतत polarized होते. या इंद्रियगोचर दारू गाळणारा नियम (त्याच्या शोधक नंतर नावाच्या, स्कॉटिश भौतिकशास्त्रज्ञ डेव्हिड दारू गाळणारा) म्हणून ओळखले जाते. ध्रुवीकरण दिशा परावर्तित पृष्ठभाग समांतर. फ्लूरोसेन्ट तीक्ष्ण सहसा रस्ते आणि पाणी फिल्टर आडव्या पृष्ठभाग पासून प्रतिबिंब यावर येऊ असल्याने सामान्यतः आडव्या polarized प्रकाश राहण्यासाठी सनग्लासेस वापरले जातात आणि म्हणून निवडक प्रकाश प्रतिबिंबे काढून टाका.

Rayleigh अत्यंत

ज्या परिमाणे तरंगलांबी पेक्षा खूपच लहान अतिशय लहान वस्तू प्रकाश अत्यंत (तथाकथित Rayleigh अत्यंत इंग्रजी शास्त्रज्ञ प्रभु Rayleigh नंतर), एक अर्धवट ध्रुवीकरण निर्माण करतो. सूर्यप्रकाश पृथ्वीच्या वातावरणात जातो, तेव्हा, तो हवा रेणू करून dispersed आहे. पृथ्वी आणि ध्रुवीकरण नैसर्गिक प्रकाश विखुरलेल्या पोहोचते. ध्रुवीकरण पदवी कोन करीत अवलंबून आहे. मनुष्य नैसर्गिक आणि ध्रुवीकरण प्रकाश फरक नाही असल्याने, हा प्रभाव सहसा लक्ष न दिला गेलेला नाही. असे असले तरी, अनेक किडे डोळे त्यावर प्रतिक्रिया, आणि ते एक मार्गक्रमण साधन म्हणून विखुरलेल्या किरणे नातेवाईक ध्रुवीकरण वापरा. तेजस्वी सूर्यप्रकाश मध्ये पार्श्वभूमी किरणे कमी करण्यासाठी वापरले जाते की सामान्य फिल्टर कॅमेरा, एक साधी रेषेचा polarizer, ध्रुवीकरण प्रकाश आणि नैसर्गिक Rayleigh वेगळे आहे.

anisotropic साहित्य

ध्रुवीकरण प्रभाव हलवू anisotropic साहित्य (ज्या मध्ये साजरा आहेत refractive निर्देशांक अशा birefringent क्रिस्टल्स, काही जैविक संरचना आणि हलवू सक्रिय साहित्य म्हणून ध्रुवीकरण दिशा बदलते). तांत्रिक अनुप्रयोग ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शक, लिक्विड पारदर्शक दाखवतो आणि साहित्य संशोधन वापरले ऑप्टिकल साधने यांचा समावेश आहे.