Polarizasyon

Polarizasyon, enine bir dalgadaki titreşim yönünün düzenini tanımlar. Işık için elektrik alan vektörünün yönelimini ifade eder. Polarize edilebilirlik, ışığın enine dalga karakterinin güçlü bir göstergesidir; havadaki boyuna ses dalgası aynı biçimde polarize edilemez.

PolarizasyonI = I₀ cos² θ
Doğrusal polarizasyon. Doğrusal polarize ışıkta E vektörü sabit bir doğrultu boyunca salınır. Polarize olmayan ışıkta yön zamanla rastgele değişir.

Doğrusal polarizasyon

Doğrusal polarize ışıkta E vektörü sabit bir doğrultu boyunca salınır. Polarize olmayan ışıkta yön zamanla rastgele değişir.

Polarizasyon doğrultusu yayılma doğrultusu değildir; elektromanyetik dalgada E ve B yayılmaya diktir.

Polarizör ve Malus yasası

İdeal doğrusal polarizör elektrik alanın kendi ekseni yönündeki bileşenini geçirir. Önceden doğrusal polarize ışık için I=I₀cos²θ.

Polarize olmayan ışık ideal ilk polarizörden geçince ortalama şiddeti I₀/2 olur. İkinci polarizörde Malus yasası uygulanır.

Sonuç

Sonuç:

Çapraz polarizörler

Eksenleri 90° olan iki ideal polarizör ideal modelde ışığı tamamen keser. Aralarına ara açılı üçüncü polarizör konursa çıkış yeniden sıfırdan büyük olabilir.

Ara polarizör, son analizörden önce polarizasyon durumunu değiştirir.

Polarizasyontan θB = n₂/n₁
Polarizör ve Malus yasası. İdeal doğrusal polarizör elektrik alanın kendi ekseni yönündeki bileşenini geçirir. Önceden doğrusal polarize ışık için I=I₀cos²θ.

Dairesel ve eliptik

Eşit genlikli iki dik bileşen arasında ±π/2 faz farkı varsa dairesel polarizasyon oluşur. Genel durumda eliptik polarizasyon elde edilir.

Çeyrek dalga plakası iki ana eksen arasında faz gecikmesi oluşturarak uygun doğrusal polarizasyonu dairesel hale getirebilir.

Brewster açısı

İdeal dielektrik sınırında tanθ_B=n₂/n₁. Bu açıda yansıyan ışık kuvvetle doğrusal polarize olur.

Polarize güneş gözlükleri yol ve su yüzeyinden gelen belirli yönelimli parlamayı azaltmak için bu özelliğin sonuçlarından yararlanır.

Uygulamalar

LCD, polarizasyon mikroskopisi, fotoelastisite ve kristal optiği kontrollü polarizasyon değişimlerinden yararlanır.

Tek bir şiddet ölçümü tam polarizasyon durumunu belirlemez; farklı analizör açıları veya Stokes/Jones tanımı gerekir.

Gerçek polarizörler

Gerçek polarizörlerin geçirgenliği 1 ve extinction ratio değeri sonsuz değildir. Bu yüzden ideal olarak çapraz iki polarizör arasında küçük bir artık ışık görülebilir.

Birefringent malzemelerde indis polarizasyona ve yayılma yönüne bağlıdır; wave plate'lerin çalışması bu anisotropy'ye dayanır.

Çözümlü örnek

Malus

I₀=100, θ=60°

Çözüm

I=25

Polarize olmayan ışık

ilk ideal polarizöre 100 birim

Çözüm

ortalama 50 birim çıkar