Ano ang light polarization at ang praktikal na aplikasyon nito

Ang polarized light ay naiiba sa karaniwang ilaw sa pamamahagi nito. Matagal na itong natuklasan at ginagamit kapwa para sa mga pisikal na eksperimento at sa pang-araw-araw na buhay upang magsagawa ng ilang mga sukat. Ang pag-unawa sa hindi pangkaraniwang bagay ng polariseysyon ay hindi mahirap, ito ay magbibigay-daan sa iyo upang maunawaan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng ilang mga aparato at alamin kung bakit, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang liwanag ay hindi nagpapalaganap gaya ng dati.

Paghahambing ng mga larawan na walang polarizing filter at kasama nito, sa pangalawang kaso halos walang liwanag na nakasisilaw.

Ano ang light polarization

Ang polarization ng liwanag ay nagpapatunay na ang ilaw ay isang transverse wave. Iyon ay, pinag-uusapan natin ang polariseysyon ng mga electromagnetic wave sa pangkalahatan, at ang liwanag ay isa sa mga varieties, ang mga katangian nito ay napapailalim sa mga pangkalahatang tuntunin.

Ang polarization ay isang pag-aari ng mga transverse wave, ang oscillation vector na palaging patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag o iba pa.Iyon ay, kung pipili ka mula sa mga light ray na may parehong polariseysyon ng vector, kung gayon ito ang magiging kababalaghan ng polariseysyon.

Kadalasan, nakikita natin ang hindi polarized na liwanag sa paligid natin, dahil gumagalaw ang intensity vector nito sa lahat ng posibleng direksyon. Upang gawin itong polarized, ito ay dumaan sa isang anisotropic medium, na pinuputol ang lahat ng mga oscillations at nag-iiwan lamang ng isa.

Paghahambing ng ordinaryong at polarized na ilaw.

Sino ang nakatuklas ng kababalaghan at ano ang pinatutunayan nito

Ang konsepto na isinasaalang-alang ay ginamit sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng isang sikat na siyentipikong British I. Newton noong 1706. Ngunit ipinaliwanag ng isa pang mananaliksik ang kalikasan nito - James Maxwell. Kung gayon ang likas na katangian ng mga ilaw na alon ay hindi alam, ngunit sa akumulasyon ng iba't ibang mga katotohanan at mga resulta ng iba't ibang mga eksperimento, parami nang parami ang katibayan ng transverseness ng mga electromagnetic wave na lumitaw.

Ang unang nagsagawa ng mga eksperimento sa lugar na ito ay isang Dutch researcher Huygens, nangyari ito noong 1690. Nagpasa siya ng liwanag sa isang plato ng Icelandic spar, bilang isang resulta kung saan natuklasan niya ang transverse anisotropy ng beam.

Ang unang katibayan ng polariseysyon ng liwanag sa pisika ay nakuha ng isang Pranses na mananaliksik E. Malus. Gumamit siya ng dalawang plato ng tourmaline at kalaunan ay nakabuo ng isang batas na ipinangalan sa kanya. Salamat sa maraming mga eksperimento, napatunayan ang transverseness ng mga light wave, na nakatulong upang ipaliwanag ang kanilang kalikasan at mga tampok ng pagpapalaganap.

Saan nagmula ang polarization ng liwanag at kung paano ito makukuha sa iyong sarili

Karamihan sa liwanag na nakikita natin ay hindi polarized. araw, artipisyal na pag-iilaw - isang makinang na pagkilos ng bagay na may vector na umiikot sa iba't ibang direksyon, kumakalat sa lahat ng direksyon nang walang anumang mga paghihigpit.

Lumilitaw ang polarized na ilaw pagkatapos nitong dumaan sa anisotropic medium, na maaaring magkaroon ng iba't ibang katangian. Inaalis ng kapaligirang ito ang karamihan sa mga pagbabago, na iniiwan ang tanging bagay na nagbibigay ng nais na epekto.

Kadalasan, ang mga kristal ay kumikilos bilang isang polarizer. Kung dati ay pangunahing likas na materyales ang ginamit (halimbawa, tourmaline), ngayon ay maraming mga pagpipilian para sa artipisyal na pinagmulan.

Gayundin, ang polarized na ilaw ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagmuni-muni mula sa anumang dielectric. Ang ilalim na linya ay kapag luminous flux ito ay na-refracted sa junction ng dalawang media. Ito ay madaling makita sa pamamagitan ng paglalagay ng lapis o tubo sa isang basong tubig.

Ang prinsipyong ito ay ginagamit sa polarizing microscope.

Sa panahon ng hindi pangkaraniwang bagay ng repraksyon ng liwanag, ang bahagi ng mga sinag ay polarized. Ang antas ng pagpapakita ng epekto na ito ay depende sa lokasyon pinagmumulan ng ilaw at ang anggulo ng saklaw nito na may kaugnayan sa punto ng repraksyon.

Tulad ng para sa mga pamamaraan para sa pagkuha ng polarized na ilaw, ang isa sa tatlong mga pagpipilian ay ginagamit anuman ang mga kondisyon:

1. Prism Nicolas. Ipinangalan ito sa Scottish explorer na si Nicolas William na nag-imbento nito noong 1828. Nagsagawa siya ng mga eksperimento sa loob ng mahabang panahon at pagkatapos ng 11 taon ay nakakuha ng isang tapos na aparato, na ginagamit pa rin nang hindi nagbabago.
2. Pagninilay mula sa isang dielectric. Narito napakahalaga na piliin ang pinakamainam na anggulo ng saklaw at isaalang-alang ang antas repraksyon (mas malaki ang pagkakaiba sa liwanag na transmisyon ng dalawang media, mas marami ang mga sinag ay refracted).
3. Paggamit ng anisotropic na kapaligiran. Kadalasan, ang mga kristal na may angkop na mga katangian ay pinili para dito. Kung ididirekta mo ang isang light flux sa kanila, maaari mong obserbahan ang parallel separation nito sa output.

Polariseysyon ng liwanag sa pagmuni-muni at repraksyon sa interface ng dalawang dielectrics

Ang optical phenomenon na ito ay natuklasan ng isang physicist mula sa Scotland David Brewster noong 1815. Ang batas na kanyang hinango ay nagpakita ng kaugnayan sa pagitan ng mga tagapagpahiwatig ng dalawang dielectric sa isang tiyak na anggulo ng saklaw ng liwanag. Kung pipiliin natin ang mga kondisyon, kung gayon ang mga sinag na makikita mula sa interface ng dalawang media ay magiging polarized sa isang eroplano na patayo sa anggulo ng saklaw.

Isang paglalarawan ng batas ni Brewster.

Nabanggit ng mananaliksik na ang refracted beam ay bahagyang polarized sa plane of incidence. Sa kasong ito, hindi lahat ng liwanag ay makikita, bahagi nito ay napupunta sa refracted beam. Anggulo ng Brewster ay ang anggulo kung saan naaaninag na liwanag ganap na polarized. Sa kasong ito, ang mga sinasalamin at refracted ray ay patayo sa bawat isa.

Upang maunawaan ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, kailangan mong malaman ang mga sumusunod:

1. Sa anumang electromagnetic wave, ang mga oscillations ng electric field ay palaging patayo sa direksyon ng paggalaw nito.
2. Ang proseso ay nahahati sa dalawang yugto. Sa una, ang wave ng insidente ay nagiging sanhi ng mga molecule ng dielectric upang ma-excite, sa pangalawa, lumilitaw ang mga refracted at reflected waves.

Kung ang isang plastic ng quartz o iba pang angkop na mineral ay ginamit sa eksperimento, intensity plane polarized light magiging maliit (mga 4% ng kabuuang intensity). Ngunit kung gagamit ka ng isang stack ng mga plato, makakamit mo ang isang makabuluhang pagtaas sa pagganap.

Siya nga pala! Ang batas ng Brewster ay maaari ding makuha gamit ang mga formula ng Fresnel.

Polarisasyon ng liwanag ng isang kristal

Ang mga ordinaryong dielectric ay anisotropic at ang mga katangian ng liwanag kapag ito ay tumama sa kanila ay nakadepende pangunahin sa anggulo ng saklaw. Ang mga katangian ng mga kristal ay iba, kapag ang liwanag ay tumama sa kanila, maaari mong obserbahan ang epekto ng dobleng repraksyon ng mga sinag.Ito ay nagpapakita ng sarili bilang mga sumusunod: kapag dumadaan sa istraktura, ang dalawang refracted beam ay nabuo, na pumunta sa iba't ibang direksyon, ang kanilang mga bilis ay naiiba din.

Kadalasan, ang mga uniaxial na kristal ay ginagamit sa mga eksperimento. Sa kanila, ang isa sa mga repraksyon na sinag ay sumusunod sa mga karaniwang batas at tinatawag na ordinaryo. Ang pangalawa ay nabuo nang iba, ito ay tinatawag na hindi pangkaraniwang, dahil ang mga tampok ng repraksyon nito ay hindi tumutugma sa karaniwang mga canon.

Ganito ang hitsura ng double refraction sa diagram.

Kung paikutin mo ang kristal, kung gayon ang ordinaryong sinag ay mananatiling hindi nagbabago, at ang hindi pangkaraniwang isa ay lilipat sa paligid ng bilog. Kadalasan, ang calcite o Icelandic spar ay ginagamit sa mga eksperimento, dahil ang mga ito ay angkop para sa pananaliksik.

Siya nga pala! Kung titingnan mo ang kapaligiran sa pamamagitan ng kristal, ang mga balangkas ng lahat ng mga bagay ay mahahati sa dalawa.

Batay sa mga eksperimento sa mga kristal Si Étienne Louis Malus ay bumalangkas ng batas noong 1810 ang taon na natanggap ang kanyang pangalan. Siya deduced isang malinaw na pag-asa ng linearly polarized liwanag pagkatapos ng pagpasa nito sa pamamagitan ng isang polarizer na ginawa sa batayan ng mga kristal. Ang intensity ng beam pagkatapos na dumaan sa kristal ay bumababa sa proporsyon sa parisukat ng cosine ng anggulo na nabuo sa pagitan ng eroplano ng polariseysyon ng papasok na beam at ng filter.

Aralin sa video: Polarization ng liwanag, physics Grade 11.

Praktikal na aplikasyon ng light polarization

Ang hindi pangkaraniwang bagay na isinasaalang-alang ay ginagamit sa pang-araw-araw na buhay nang mas madalas kaysa sa tila. Ang kaalaman sa mga batas ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave ay nakatulong sa paglikha ng iba't ibang kagamitan. Ang mga pangunahing pagpipilian ay:

1. Ang mga espesyal na polarizing filter para sa mga camera ay nagbibigay-daan sa iyo upang maalis ang liwanag na nakasisilaw kapag kumukuha ng mga larawan.
2. Ang mga salamin na may ganitong epekto ay kadalasang ginagamit ng mga driver, dahil inaalis nila ang liwanag na nakasisilaw sa mga headlight ng mga paparating na sasakyan.Bilang resulta, kahit na ang mga matataas na sinag ay hindi makasilaw sa driver, na nagpapabuti sa kaligtasan.
   Ang kawalan ng liwanag na nakasisilaw ay dahil sa epekto ng polariseysyon.
3. Ginagawang posible ng kagamitang ginagamit sa geophysics na pag-aralan ang mga katangian ng masa ng ulap. Ginagamit din ito upang pag-aralan ang mga tampok ng polariseysyon ng sikat ng araw kapag dumadaan sa mga ulap.
4. Ang mga espesyal na pag-install na kumukuha ng cosmic nebulae sa polarized light ay tumutulong upang pag-aralan ang mga tampok ng magnetic field na lumitaw doon.
5. Sa industriya ng engineering, ginagamit ang tinatawag na photoelastic na paraan. Gamit ito, maaari mong malinaw na matukoy ang mga parameter ng stress na nangyayari sa mga node at bahagi.
6. Kagamitan ginamit kapag lumilikha ng teatro na tanawin, gayundin sa disenyo ng konsiyerto. Ang isa pang lugar ng aplikasyon ay mga showcase at exhibition stand.
7. Mga aparatong sumusukat sa antas ng asukal sa dugo ng isang tao. Gumagana ang mga ito sa pamamagitan ng pagtukoy sa anggulo ng pag-ikot ng eroplano ng polariseysyon.
8. Maraming mga negosyo sa industriya ng pagkain ang gumagamit ng kagamitan na may kakayahang matukoy ang konsentrasyon ng isang partikular na solusyon. Mayroon ding mga device na maaaring kontrolin ang nilalaman ng mga protina, asukal at mga organic na acid sa pamamagitan ng paggamit ng mga katangian ng polarization.
9. Eksaktong gumagana ang 3D cinematography sa pamamagitan ng paggamit ng phenomenon na isinasaalang-alang sa artikulo.

Siya nga pala! Pamilyar sa lahat ng likidong kristal na monitor at TV ay gumagana din batay sa isang polarized stream.

Ang pag-alam sa mga pangunahing tampok ng polariseysyon ay nagpapahintulot sa iyo na ipaliwanag ang maraming mga epekto na nangyayari sa paligid. Gayundin, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay malawakang ginagamit sa agham, teknolohiya, medisina, litrato, sinehan at marami pang ibang larangan.