Polarisatsioon

Polarisatsioon kirjeldab ristlaine võnkesuuna organiseeritust. Valguse puhul tähendab see elektrivälja vektori käitumist. Polarisatsiooni olemasolu näitab valguse ristlainelist iseloomu: õhus levivat pikilainelist heli samal viisil polariseerida ei saa.

PolarisatsioonI = I₀ cos² θ
Lineaarne polarisatsioon. Lineaarselt polariseeritud valguses võngub elektriväli kindlas suunas. Polariseerimata valguses muutub selle orientatsioon ajas juhuslikult.

Lineaarne polarisatsioon

Lineaarselt polariseeritud valguses võngub elektriväli kindlas suunas. Polariseerimata valguses muutub selle orientatsioon ajas juhuslikult.

Polarisatsioonisuund ei ole levimissuund; elektromagnetlaines on E ja B mõlemad levimissuunaga risti.

Polaroid ja Maluse seadus

Ideaalne lineaarpolarisaator laseb läbi välja komponendi oma telje suunas. Juba lineaarselt polariseeritud valguse puhul I=I₀cos²θ.

Polariseerimata valgus kaotab ideaalses esimeses polarisaatoris keskmiselt poole intensiivsusest. Teise polarisaatori puhul rakendub seejärel Maluse seadus.

Tulemus

Tulemus:

Ristatud polarisaatorid

Kaks ideaalselt 90° ristatud polarisaatorit annavad mudelis nullintensiivsuse. Kui nende vahele panna kolmas vahepealse teljega polarisaator, võib valgus uuesti läbi pääseda.

Keskmine element muudab polarisatsiooni enne viimast analüsaatorit; see ei riku Maluse seadust.

Polarisatsioontan θB = n₂/n₁
Polaroid ja Maluse seadus. Ideaalne lineaarpolarisaator laseb läbi välja komponendi oma telje suunas. Juba lineaarselt polariseeritud valguse puhul I=I₀cos²θ.

Ring- ja elliptiline polarisatsioon

Kaks ristkomponenti võrdse amplituudiga ja faasinihkega ±π/2 annavad ringpolarisatsiooni. Üldisemad amplituudid või faasid annavad elliptilise polarisatsiooni.

Veerandlaineplaat tekitab kahe telje vahel kontrollitud faasinihke ja võib sobiva lineaarse oleku muuta ringpolariseerituks.

Peegeldus ja Brewsteri nurk

Ideaalilähedasel dielektrilisel piirpinnal annab tanθ_B=n₂/n₁ Brewsteri nurga, mille juures peegeldunud valgus on tugevalt lineaarpolariseeritud.

Polariseerivad päikeseprillid vähendavad sageli teelt või veelt tulevat horisontaalselt polariseeritud helki.

Rakendused

LCD-ekraanid, fotoelastsus, polariseeriv mikroskoopia ja kristalloptika kasutavad polarisatsiooni kontrollitud muutusi.

Ainuüksi intensiivsus ei määra polarisatsiooni täielikult; vaja on analüüsi mitme teljenurga korral või Stokesi/Jonesi kirjeldust.

Lahendatud näide

Malus

I₀=100, θ=60°

Lahendus

I=25

Polariseerimata valgus

100 ühikut esimesse ideaalsesse polarisaatorisse

Lahendus

väljub keskmiselt 50