S Polarized: Podrobná analýza a fakta

Polarizace je proces zarovnání nepolarizované elektromagnetické vlny v jednom směru. Tento proces zarovnání do jednoho směru odpovídá povaze vlny dopadající na médium.

Na základě povahy dopadající vlny dopadající na médium lze říci, že polarizace vlny je polarizovaná nebo ne. Šíření s polarizované vlny je stejné jako u normální polarizované vlny, ale dopad vlny na médium dělá vlnu klasifikovanou jako s-polarizovanou. Krátký úvod do s-polarizované vlny je diskutováno v tomto příspěvku.

Co je polarizované světlo?

Pokud je rozbitá elektromagnetická vlna, řekněme světelná vlna, nucena procházet rovinným prostředím, je světlo omezeno jedním směrem.

Když je dopadající světlo v směr kolmý k rovině šířícího se prostředía pak omezuje světelnou vlnu, aby se dosáhlo jediného směru šíření, taková polarizace světla se nazývá s polarizované světlo.

Předpokládejme, že nepolarizovaná světelná vlna dopadá na dielektrické médium; po přenosu v médiu sleduje dopadající světelná vlna dobře definovanou dráhu v jednom směru, což způsobuje polarizaci, pokud polarizace probíhá kolmo k médiu, polarizace není nic jiného než polarizace.

Světlo, které má být polarizováno, by mělo být kolmé k rovině dopadu a rovnoběžné s interferencí.

Pokud je dopadající světlo monochromatické, stav polarizace světla zahrnuje nenulové složky na rovinném rozhraní, generuje pole v vzácnějším prostředí, jehož polarizace bude eliptická.

S-polarizovaný odraz světla

Když se světlo polarizuje, ne všechny vlny světla jsou přenášeny skrz médium. Některé světelné vlny mohou být odražený rovinným médiem.

Odraz polarizovaného světla závisí na Brewsterově úhlu jako úhlu dopadu. Polarizované světlo prochází totální vnitřní odraz (TIR) na dielektrickém rozhraní pod úhlem dopadu ψ. Protože v Brewsterově úhlu nedochází k žádnému odrazu, musí být úhel dopadu menší nebo větší než Brewsterův úhel.

Pro očekávané šíření dopadajícího světla kolmo k rozhraní média s polarizované světlo vykazuje odrazivost. Složka polarizovaného světla není kolmá na složky elektrického pole; tak světlo šířící se s Brewsterovým úhlem musí podstoupit celkový vnitřní odraz.

To říká Gaussův zákon "Elektrické pole musí být nepřetržité, s výjimkou přítomnosti náboje." Ale pro polarizované světlo není elektrické pole v dopadající a procházející vrstvě stejné. Elektrické pole tedy vykazuje nespojitost, takže dojde k odrazu polarizovaného světla v důsledku projevování různých amplitud elektrického pole v přenosovém médiu.

Vzorec může udávat úhel odrazu polarizovaného světla

tanθ_p=n₂/n₁

Kde θ_p je úhel odrazu a n₁a n₂ je index lomu média, protože přenos polarizovaného světla probíhá z jednoho média do druhého.

Rovnici lze také zapsat jako

sinθ_p/cosθ_p=n₂/n₁

Protože výše uvedená rovnice je podobná Snellovu zákonu, lze ji přepsat jako

sinθ_p/sinr=n₂/n₁

Protože cos θ_p = sin r, úhel odrazu. Tak dostaneme rovnici jako

sin π/2-θ_p=hříšník

θ_p+r= π/2

Výše uvedená rovnice udává odraz polarizovaného světla s.

s-polarizované dopadající světlo

Je-li lineární polarizace samotného dopadajícího světla polarizovaná pak polarizovaná, pak dojde k úplnému přenosu světla skrz médium.

Když polarizované světlo dopadá na dielektrické médium, lze pozorovat lom polarizovaného světla. Dopadající světlo se láme do dvou paprsků. Jeden lomený paprsek je orientován rovnoběžně s přenosovým médiem a druhý je kolmý k přenosovému médiu.

Můžeme tedy použít polarizovaný filtr k zablokování dvou lomených paprsků pro vytvoření obrazu. Světlo je zcela blokováno polarizovaným filtrem vytvářejícím jasný obraz kolmé složky a druhý obraz se objeví, když je filtr otočen o 90°.

s polarizovanou vlnou

Termín polarizace je možný pouze u elektromagnetických vln a rádiových vln. Protože v případě elektromagnetické vlny je elektrické pole a magnetické pole jsou orientovány v různých směrech kolmo, polarizaci lze snadno sledovat.

V této části se naučíme, co je polarizovaná vlna a povaha polarizované vlny.

Co je polarizovaná vlna?

Protože mluvíme o vlně, budeme uvažovat o elektromagnetické vlně, protože elektromagnetická vlna je vynikajícím příkladem příčné vlny. The elektromagnetická vlna dopadající na médium je omezeno jedním směrem, tj. jak elektrické pole, tak magnetické pole, které způsobuje polarizaci.

Pokud elektromagnetické pole zasáhne médium a začne příčně kolmo k rovině dopadu, pak se o vlně říká, že je to polarizovaná vlna. Amplituda vlny se zvyšuje s úhlem dopadu, který se zvyšuje v polarizované vlně.

Předpokládejme, že elektromagnetická vlna E a B pole dopadá na rovinné prostředí, část vlny je přenášena a část vlny se odráží ve stejném prostředí, jak je znázorněno na obrázku.

Vektor elektrického pole pro výše uvedenou oscilaci elektrického pole je dán vztahem

E^→=x^→ hřích (wt – kz)

Kde; A je amplituda vlny a k je vektor šíření.

Elektrické pole vektor je kolmý do roviny dopadu; polarizovaná vlna se tedy nazývá s polarizovaná vlna. Vektor propagace má tři složky KI, Kr, KT; to jsou vektory šíření úhlu dopadu, odrazu a přenosu polarizované vlny s.

s-polarizovaný dipól

Když minimální vzdálenost drží dva stejné a opačné náboje, uspořádání se nazývá dipól. Předpokládejme, že dielektrický materiál je udržován v elektrickém poli; pole indukuje elektrický dipól a drží je ve směru pole. Vnější elektrické pole je také zapojeno do procesu zarovnání elektrického dipólu ve směru pole; celý tento proces se nazývá dipólová polarizace.

Když je elektrický dipól indukovaný polem kolmý k rovině šíření, pak je polarizace známá jako polarizovaný dipól. V tomto případě polarizace, záporně nabité částice se mírně oddálí od kladně nabité částice, takže molekula získá elektrický dipólový moment.

Často kladené otázky

Jsou polarizovaná světla lineárně polarizovaná?

Projekt světlo je lineárně polarizované když je elektrické pole světla omezeno na šíření v jediném směru podél roviny šíření.

Pokud se polarizované světlo s může pohybovat pouze ve směru šíření bez fázového posunu, pak se o polarizovaných světlech říká, že jsou lineárně polarizovaná. Obecně, pokud jsou dopadající světelná vlna a procházející světelné vlny ve fázi, kolmo k rovině šíření jsou lineárně polarizované světlo.

Můžeme získat kruhově polarizované světlo?

Kruhově polarizovaná světla mají fázový posun 90° s dopadajícím světelným médiem.

Pokud je polarizované světlo mimo fázi při 90° a šíří se kolmo k rovině dopadu, pak dostaneme kruhově polarizované světlo jako složku polarizovaného světla. Velikost a amplituda polarizovaného světla jsou stejné jako dopadající světlo; pouze dojde k posunu fáze polarizovaného světla.

Jsou laserové paprsky polarizované?

Většina laserových paprsků je polarizovaná, ale některé lasery jsou nepolarizované. Záleží na charakteru návrhu optiky laserového zdroje.

Laserové paprsky jsou omezeny na jeden směr a jsou koherentní. Namiřte je na bílý papír v temné místnosti, pokud máte laser. Otočte papír; pokud se změní jas laserové skvrny, pak je laserový zdroj částečně polarizován. Pokud jas zůstane stejný, laserové paprsky jsou téměř polarizované. Není snadné dosáhnout zcela polarizovaného laseru.

Můžeme polarizací dosáhnout úplného přenosu dopadajícího světla?

Kvůli některým povrchovým jevům je obtížné dosáhnout úplného přenosu dopadajícího světla polarizací.

Polarizace se týká zadržování náhodně rozložených světelných vln v jednom jediném směru. Zadržení všech světelných paprsků, které dopadají na médium, není možné, protože některé ze světelných paprsků se mohou od média odrazit, než se omezí.

Jaké metody se používají pro polarizaci světla?

Obecně existují čtyři metody používané k polarizaci nepolarizovaného světla, které k provedení své činnosti používaly specifické médium; oni jsou

• Polarizace polaroidovými filtry - využívá speciální dichroický materiál, který absorbuje nežádoucí nepolarizované světelné vlny a propouští pouze vhodné světelné paprsky.
• Polarizace odrazem – používají nekovové médium, aby zabránili šíření nepolarizovaného světla, aby je omezovalo.
• Polarizace lomem – k polarizaci roztříštěného světla využívají dvě hmotná média s různými indexy lomu.
• Polarizace rozptylem – zahrnuje šíření nepolarizovaného světla dál skrz médium, které může absorbovat a reemitovat světlo.

Také čtení:

• Paralelní polarizace
• Je ch2cl2 polární
• Je sif4 polární nebo nepolární
• Je čtyřstěnný polární
• So2 polární nebo nepolární
• P polarizované
• S polarizované vs. P polarizované
• Kolmo polarizace