Поляризация света


Общая теория взаимодействий

альтернатива квантовой механике
и
теории относительности

Поляризация света (определения)

 Рисунок объясняет поляризацию света (электромагнитной волны)

Сегодня известно, что видимый свет представляет собой электромагнитные волны с определённой длиной волны. Опыты, в которых была открыта поляризация света, указывают на поперечность этих волн, поскольку свойства продольной волны в плоскости перпендикулярной направлению её распространения, различаться не могут. При распространении электромагнитной волны в ней совершают колебания вектор напряжённости электрического поля Е и вектор магнитной индукции В. Эти векторы всегда взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной распространению волны. Если колебания вектора Е происходят в одной плоскости, то говорят, что свет плоскополяризован (или линейнополяризован), а саму эту плоскость называют плоскостью поляризации. Векторы Е и В могут вращаться относительно направления распространения света; в этом случае световая волна обладает сложной поляризацией (круговой или эллиптической).


Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряжённости электрического поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока.

Поляризатор – вещество (или устройство) служащее для преобразования естественного света в плоскополяризованный.

Плоскость поляризации – плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направление распространения этой волны.

    Квант света, излучённый атомом, поляризован всегда. Однако излучение макроскопического источника света (электрической лампочки, Солнца, свечи) является суммой излучений огромного числа атомов. Каждый из них излучает квант примерно за 10-8 секунды, и если все атомы будут излучать свет с различной поляризацией, то поляризация всего пучка будет меняться на протяжении таких же промежутков времени. Поэтому, в естественном свете все эффекты, связанные с поляризацией усредняются, и его называют неполяризованным. Для выделения из неполяризованного света части, обладающей желаемой поляризацией, используют поляризаторы (например, исландский шпат или турмалин, а также искусственные поляризаторы).

Рисунок объясняет принцип действия поляризатора светаРазберём принцип действия поляризатора на простом механическом примере. Мы создаём волну с помощью верёвки, а в качестве препятствия имеем решётку.
  Если волна поляризована параллельно, то она беспрепятственно проходит сквозь препятствие. Напротив, поляризованная в перпендикулярном направлении бегущая волна сквозь преграду уже не пройдёт, а распадётся на две отдельные стоячие волны, отражающиеся в обе стороны от преграды. Таким образом, преграда в виде решётки случит поляризатором для бегущих по верёвке поперечных волн, пропуская лишь волны, поляризованные в узком диапазоне углов в вертикальной плоскости. Выделенное цветом, цитата из "Энциклопедический словарь юного физика" Составитель В. А. Чуянов. - Москва: Педагогика, 1984 г.

Объяснение поляризации света в общей теории взаимодействий

 С точки зрения общей теории взаимодействий поляризованный свет характеризуется сохранением положения плоскости вращения бионов.

Причины возникновения поляризации объяснены в следующем анимационном ролике.

Неполяриованный свет (электромагнитная волна). Рисунок объясняет, какие характеристики делают электромагнитную волну поляризованнойЧастично поляриованный свет (электромагнитная волна). Рисунок объясняет, какие свойства волны делают её частично поляризованной

На левом рисунке показан неполяризованный свет направленный от читателя. Бион вращается по направлению указанному стрелкой на красной окружности и полюса биона, при этом, проходят всю поверхность сферы. Синей стрелкой указано постепенное смещение плоскости вращения биона, проходящей через прямую распространения волны. Луч направлен от нас.
На правом рисунке показан частично поляризованный свет. В данном случае, полюса биона проходят не всю поверхность сферы.

Поляризация при отражении и преломлении

    Если Вы внимательно посмотрите на приводимую выше анимацию, объясняющую поляризацию света, то легко поймёте, что степень поляризации света зависит от свойств вещества, в котором преломляются или от которого отражаются световые лучи. При определённом строении атомов вещества, и, как следствие, формы его (вещества) кристаллической решётки, эффект поляризации при преломлении становится достаточно сильным, чтобы его можно было наблюдать в опытах.

    Тоже самое можно сказать и для поляризации при отражении. Механизм действия тот же. Это влияние электрического поля атомов на процессы вращения бионов.
    Если в солнечный день посмотреть на голубое небо сквозь поляризатор, то вращая его, можно заметить, что на небе возникают темные полосы. Этот опыт свидетельствует о поляризации солнечного света при его рассеянии в атмосфере.

Поляризация света. История открытия и исследований

    Возвращаясь из Исландии, моряки привозили необычные прозрачные кристаллы известкового шпата (CaCO3), которые часто имели форму правильного ромбоэдра. В 1669 году датский учёный Э. Бартолин сообщил о своих опытах с этими кристаллами. Он с удивлением обнаружил, что луч света при прохождении сквозь кристалл расщепляется на два луча (называемых теперь обыкновенным и необыкновенным). Бартолин провёл тщательные исследования обнаруженного им явления двойного лучепреломления, однако объяснения ему дать не смог.

Через 20 лет после опытов Э. Бартолина его открытие привлекло к себе внимание голанского учёного Х. Гюйгенса. Он сам начал исследовать свойства кристаллов исландского шпата и дал объяснение двойного лучепреломления на основе своей волновой теории света. При этом он ввёл важное понятие оптической оси кристалла, при вращении вокруг которой отсутствует анизотропия свойств кристалла, то есть их зависимость от направления (конечно, такой осью обладают не все кристаллы).

 

  В своих опытах Гюйгенс пошёл дальше Бартолина, пропуская оба луча, вышедшие из кристалла исландского шпата, сквозь второй такой же кристалл. Оказалось, что если оптические оси обоих кристаллов параллельны, то дальнейшее разложение этих лучей уже не происходит. Если же второй ромбоэдр повернуть вокруг направления распространения обыкновенного луча на угол 180 градусов, то при прохождении через второй кристалл необыкновенный луч претерпевает сдвиг в направлении, противоположном сдвигу в первом кристалле, и из такой системы оба луча выйдут соединёнными в один пучок. Выяснилось также, что в зависимости от величины угла поворота между оптическими осями кристаллов изменяется интенсивность обыкновенного и необыкновенного лучей.

    Эти исследования вплотную подвели Гюйгенса к открытию явления поляризации света, однако решающего шага он сделать не смог, поскольку световые волны в его теории предполагались продольными. Для объяснения опытов Гюйгенса Исаак Ньютон, придерживающийся корпускулярной теории света, выдвинул идею об отсутствии осевой симметрии светового луча и этим сделал важный шаг к пониманию поляризации света.

    В 1808 году французский физик Э. Малюс, глядя сквозь кусок исландского шпата на блестевшие в лучах заходящего солнца окна Люксембургского дворца в Париже, к своему удивлению, заметил, что при определённом положении кристалла было видно лишь одно изображение. На основании этого и других опытов и опираясь на корпускулярную теорию света Ньютона, он предположил, что корпускулы в солнечном свете ориентированы беспорядочно, но после отражения от какой-либо поверхности или прохождения сквозь анизотропный кристалл они приобретают определённую ориентацию. Такой «упорядоченный» свет он назвал поляризованным.

    В 1932 году группа американских учёных во главе с Е. Лэндом изобрела первый оптический поляризатор, который оказывает на световые волны действие, аналогичное описанному выше. Для изготовления такого поляризатора было выбрано вещество, состоящее из длинных углеводородных цепей. Затем его растянули, чтобы молекулы выстроились вдоль направления растяжения, и опустили в раствор йода. Молекулы йода «прикрепились» к углеводородным цепям и отдали в них электроны, свободно перемещающиеся вдоль нитей. При падении электромагнитной волны на получившуюся решётку составляющая электрического поля, параллельная нитям, затухает, так как полю приходится совершать работу, разгоняя электроны вдоль нитей; перпендикулярная нитям составляющая электрического поля проходит через такой поляризатор, практически не затухая.


Физика поляризации

Не всякое вещество является поляризатором. Из предыдущих объяснений (и из видео ролика размещенного на странице электромагнитные волны) вам должно быть понятна сама физика процесса поляризации света. Опишем её.

Проходя через поляризатор обычный неполяризованный свет отдает часть энергии электромагнитной волны атомам поляризатора.

То есть та составляющая которая направлена поперёк вращения бионов передается на атомы слева и справа от "маршрута" прохождения волны и соответственно остается в веществе, а энергия исходной волны, соответственно, уменьшается.


Смотрите также дифракцию, интерференцию, дисперсию и отражение света.

 

Общая теория взаимодействий

General theory of interactions

 
Поляризация света
 

Конец света 2012

Летающие тарелки

Анализ послания инопланетян

Расшифровка кругов на полях


Как научиться

    Как научиться петь
    Как научиться читать реп
    Обучение иностранному языку
Как соблазнять парней
   
Как научиться заигрывать с парнями
   
Как мне научиться нравиться парням

Как понять, что нравишься

Как завоевать мужчину

Как выспаться за 4 часа

Как создать сайт самостоятельно

Раскрутка сайтов в интернете


ФОРУМ

БЛОГ 

Гостевая книга

НОВОСТИ

     Галактика Разума



 ©  Общая теория взаимодействий  -  все права защищены.
Rambler's Top100

     При использовании материалов, обязательна ссылка на http://www.b-i-o-n.ru/
Работает на: Amiro CMS