โพลาไรเซชัน

โพลาไรเซชันอธิบายโครงสร้างทิศการสั่นของคลื่นตามขวาง สำหรับแสง สถานะ โพลาไรซ์ บอกว่า เวกเตอร์สนามไฟฟ้า เปลี่ยนทิศอย่างไรในระนาบที่ตั้งฉากกับการแพร่ เช่น เชิงเส้น, วงกลม หรือ รูปไข่

ความหมายของ โพลาไรซ์

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามี E และ B ขวาง ต่อทิศ การขยายพันธุ์ ใน โพลาไรซ์เชิงเส้น ปลาย E⃗ เคลื่อนบนเส้นคงที่ ส่วน โพลาไรเซชันแบบวงกลม ปลายเวกเตอร์หมุนเป็นวงกลม และกรณีทั่วไปเป็น วงรี

คลื่นเสียง ตามยาว ในของไหลธรรมดาไม่สามารถ โพลาไรซ์ แบบเดียวกัน เพราะ การกระจัด หลักอยู่ตามทิศ การขยายพันธุ์

โพลาไรเซอร์ในอุดมคติ

แสง ไม่มีขั้ว ผ่าน โพลาไรเซอร์เชิงเส้นในอุดมคติ ตัวแรกมี ความเข้ม เฉลี่ย I₁=I₀/2 และ เอาท์พุท กลายเป็น โพลาไรซ์เชิงเส้น ตาม แกนส่งกำลัง

ถ้า เครื่องวิเคราะห์ ตัวที่สองทำมุม θ กับตัวแรก กฎ มาลัส ให้ I=I₁เพราะ²θ ที่ 90° โพลาไรเซอร์แบบไขว้ในอุดมคติ ให้ศูนย์ แต่ของจริงมี การรั่วไหล

ที่มาของ เพราะ²θ

เครื่องวิเคราะห์ เลือก ส่วนประกอบ ของ สนามไฟฟ้า E=E₀เพราะθ และเพราะ ความเข้ม ∝E² จึงได้ เพราะ²θ เป็นตัวอย่างชัดของการฉาย แอมพลิจูด ก่อนคำนวณพลังงาน

ถ้า แสงที่เข้ามา ไม่ได้ โพลาไรซ์เชิงเส้น อยู่แล้ว ต้องระบุ รัฐ ก่อนใช้ I=I₀เพราะ²θ โดยตรง

โพลาไรซ์ จากการสะท้อน

แสงสะท้อนจาก อิเล็กทริก สามารถมี โพลาไรซ์ ที่ขึ้นกับมุม ที่ สะท้อนมุมบริวสเตอร์แล้ว และ รังสีหักเห ตั้งฉากกัน และ สื่อที่ไม่ใช่แม่เหล็กในอุดมคติ ให้ สีแทนθ_B=n₂/n₁

แว่นกันแดด โพลาไรซ์ เลือก แกนส่งกำลัง เพื่อลด แสงจ้า ที่สะท้อนจากพื้นผิวแนวนอนซึ่งมักมี โพลาไรซ์ เด่น

การประยุกต์และข้อจำกัด

LCD, กล้องจุลทรรศน์, ความยืดหยุ่นของแสง และ การสำรวจระยะไกล ใช้การควบคุม โพลาไรซ์ ส่วน แผ่นคลื่น ใช้ ความล่าช้าของเฟส เปลี่ยน เชิงเส้น เป็น วงกลม หรือ รูปไข่ ได้

โพลาไรซ์ ไม่ใช่แค่ กรอง ความสว่าง แต่เป็น สถานะเวกเตอร์ ของสนาม ในระบบ หักเหสองทาง หรือ โพลาไรซ์บางส่วน อาจต้องใช้ โจนส์ หรือ พิธีการสโตกส์

พารามิเตอร์สโตกส์ และแสงบางส่วน

แสงจริงจำนวนมากเป็น โพลาไรซ์บางส่วน จึงไม่สามารถอธิบายด้วยเวกเตอร์ โจนส์ เพียงตัวเดียวได้ พารามิเตอร์สโตกส์ และ ระดับของโพลาไรเซชัน ใช้อธิบายส่วน โพลาไรซ์ กับ ไม่มีขั้ว พร้อมกัน

การวัดหลาย ปฐมนิเทศ ของ โพลาไรเซอร์ และ องค์ประกอบคลื่นสี่ส่วน ช่วย สร้างสถานะโพลาไรเซชันขึ้นมาใหม่ ได้ ซึ่งสำคัญใน ดาราศาสตร์, การสำรวจระยะไกล และ การวินิจฉัยวัสดุ

การสะท้อนแสงสองทาง และ แผ่นคลื่น

วัสดุ แอนไอโซทรอปิก บางชนิดมี ดัชนีการหักเหของแสง ต่างกันสำหรับ ทิศทางโพลาไรซ์ ที่ต่างกัน จึงเกิด การสะท้อนแสงสองทาง และแยกลำแสงหรือสร้าง ความล่าช้าของเฟส ระหว่าง ส่วนประกอบ ได้

แผ่นคลื่นสี่ส่วน ออกแบบให้สององค์ประกอบ ตั้งฉาก ต่าง เฟส ประมาณ π/2 จึงแปลง โพลาไรซ์เชิงเส้น ที่เหมาะสมเป็น วงกลม หรือ รูปไข่ ได้ ส่วน จานครึ่งคลื่น ใช้หมุนทิศ โพลาไรซ์เชิงเส้น

การวิเคราะห์ระบบหลาย องค์ประกอบ ต้องติดตามทั้ง แอมพลิจูด และ เฟส ของ ส่วนประกอบ ไม่ใช่ใช้ กฎหมายมาลัส ทีละตัวอย่างเดียว

แบบฝึกหัด

แสงที่ไม่มีขั้ว

I₀=100 W/m² ผ่าน โพลาไรเซอร์ในอุดมคติ

เฉลย: I₁=50 W/m²

เครื่องวิเคราะห์ 60°

I₁=50 W/m²

เฉลย: I=12.5 W/m²

โพลาไรเซอร์แบบไขว้

θ=90°

เฉลย: ในอุดมคติ I=0