Polarisaatio
Polarisaatio kuvaa poikittaisen aallon värähtelysuuntaa. Valolla se tarkoittaa sähköisen kenttävektorin suuntaa ja vaihetilaa. Se, että valoa voidaan polarisoida, on suora osoitus sähkömagneettisen aallon poikittaisesta luonteesta.
Lineaarinen polarisaatio
Lineaarisesti polarisoidussa valossa E värähtelee kiinteän suoran suuntaisesti. Ideaalinen polarisaattori päästää läpi kentän oman akselinsa suuntaisen komponentin ja vaimentaa kohtisuoran komponentin.
Malusin laki
Lineaarisesti polarisoidulle valolle analysaattorin jälkeen I=I₀cos²θ. Polarisoimaton valo menettää ensimmäisessä ideaalissa lineaarisessa polarisaattorissa keskimäärin puolet intensiteetistään.
Ympyrä ja ellipsi
Kaksi kohtisuoraa komponenttia, joilla on sama amplitudi ja ±π/2 vaihe-ero, tuottavat ympyräpolarisaation. Yleisempi amplitudi- ja vaihe-ero antaa elliptisen polarisaation.
Aaltolaatat
Kaksoistaittava aine antaa kahdelle polarisaatiokomponentille eri vaihe nopeudet. Neljännesaaltolevy voi luoda π/2 vaihe-eron ja muuntaa sopivan lineaarisen valon ympyräpolarisoiduksi; puoliaaltolevy voi kiertää lineaarisen polarisaation suuntaa.
Brewsterin kulma
Tietyllä tulokulmalla heijastunut valo voi olla voimakkaasti lineaarisesti polarisoitunutta. Ideaaliselle rajalle tanθ_B=n₂/n₁. Polarisoivat aurinkolasit hyödyntävät tätä vähentääkseen vaakapinnoista tulevaa häikäisyä.
Sironta
Taivaanvalo on osittain polarisoitunutta molekyylisironnan vuoksi. Polarisaation aste ja suunta riippuvat havainnon geometriasta suhteessa Aurinkoon ja tarjoavat tietoa ilmakehästä.
Stokes-parametrit
Osittain polarisoidun valon täydellinen kuvaus vaatii enemmän kuin yhden kulman. Neljä Stokes-parametria kuvaavat kokonaisintensiteetin sekä kolme polarisaation komponenttia. Niitä käytetään tähtitieteessä, mikroskopiassa ja kaukokartoituksessa.
Depolarisaatio
Moninkertainen sironta, epähomogeenisuus ja satunnaisesti suuntautuneet rakenteet voivat muuttaa täysin polarisoidun valon osittain polarisoiduksi. Tällöin yksi Jones-vektori ei riitä. Stokes-parametrit ja Mueller-matriisit kuvaavat intensiteettitasolla myös osittaisen polarisaation ja voivat paljastaa materiaalin mikrorakennetta.
Optisk aktivitet
Kirale molekyler og visse krystaller kan rotere retningen af lineær polarisation. Rotationens størrelse kan afhænge af koncentration, lysvej og bølgelængde. Polarimetri kan derfor måle sukkerkoncentration eller molekylær kiralitet. Fænomenet er anderledes end simpel absorption i et lineært polfilter og skyldes faseforskelle mellem cirkulære polarisationstilstande.
Harjoitus
Lineaarisesti polarisoitu valo kohtaa analysaattorin 60° kulmassa. Mikä intensiteettiosuus läpäisee?
Ratkaisu
Malusin lain mukaan cos²60°=1/4, joten ideaalinen analysaattori läpäisee 25%.