Skautun

Hvað felst í skautuðu ljósi

Skautun sýnir þverbylgjueðli rafsegulbylgna. Línulegur skautari hleypir í gegn rafsviðshlutanum sem liggur eftir flutningsás hans. Óskautað ljós hefur síbreytilegar þverstefnur en línulega skautað ljós hefur ákveðna rafsviðsstefnu.

Langsveifla hljóðs í lofti hefur ekki sama frelsisstig skautunar þar sem hreyfing miðilsins er að mestu eftir útbreiðslustefnunni.

Fullkominn línulegur skautari

Fyrir óskautað innfallandi ljós er meðalstyrkur eftir fyrsta fullkomna skautara I = I_ósk/2. Ef I₀ lýsir þegar skautuðu ljósi má ekki beita helminguninni aftur.

Annar skautari, greinirinn, ber ás sinn saman við skautunarstefnu ljóssins. Samsíða ásar gefa hámarksflutning en fullkomlega krossaðir ásar gefa núll.

Lögmál Malusar

Fyrir línulega skautað ljós gildir I = I₀ cos²θ, þar sem θ er hornið milli skautunarstefnu og áss greinisins. Rafsviðsamþátturinn varpast með cos θ og styrkurinn er í hlutfalli við ferning sveifluvíddar.

Við 60° verður I fjórðungur af I₀. Við 90° gefur fullkomið líkan núll, þó raunverulegir skautarar gleypi og leki örlítið.

Endurkast getur skautað ljós

Endurkast frá ómálmkenndum flötum velur oft fremur eina skautunarstefnu. Þess vegna draga skautuð sólgleraugu úr glampa frá vegi og vatni. Við Brewster-hornið eru endurkastaði og brotni geislinn hornréttir.

Þetta fylgir jaðarskilyrðum rafsegulsviðsins við yfirborðið og þarf að greina frá einfaldri ljósdeyfingu.

Takmörk líkansins

Lögmál Malusar gerir ráð fyrir að I₀ lýsi ljósi með ákveðna línulega skautun áður en það kemur á greinirinn. Það lýsir ekki beint hring- eða sporöskjulaga skautun né ófullkominni gleypni raunskautara.

Í tilraun skiptir innbyrðis horn ásanna máli, ekki algild stefna búnaðarins á borðinu.

Skautun er jafnframt bein vísbending um að ljós sé þverbylgja: sveiflustefna rafsviðsins getur verið valin án þess að breyta útbreiðslustefnunni. Raunljós getur verið aðeins að hluta skautað, til dæmis eftir endurkast eða dreifingu, og þá þarf að lýsa bæði skautaða og óskautaða hlutanum. Malus-lögmálið er því nákvæmt fyrir tiltekna línulega skautaða þáttinn, en ekki full lýsing á sérhverju ljósástandi.

Leyst dæmi

1. Greinir við 60°

I₀ = 80 W m⁻² og θ = 60°. Finndu I.

2. Fyrsti skautari

Óskautað ljós hefur 100 W m⁻².

3. Krossaðir skautarar

Línulega skautað ljós fer á fullkominn greini við 90°.