आंशिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश के ध्रुवीकरण की डिग्री: परिभाषा, वर्णन और सूत्र

आज हम प्रकाश की लहर प्रकृति और इस तथ्य "ध्रुवीकरण की डिग्री" से जुड़ी घटना का सार प्रकट करेंगे।

देखने और प्रकाश की क्षमता

प्रकाश की प्रकृति और संबंधित क्षमताएक लंबे समय के लिए परेशान लोगों के मन में देखते हैं। प्राचीन यूनानी, दृष्टि की व्याख्या करने की कोशिश कर रहा, सुझाव: या तो आंख कुछ "रे" का उत्सर्जन करता है कि "तलाशने" वस्तुओं के आसपास के और इस तरह उनके आकार और रूप है, या चीजों के व्यक्ति खुद को कुछ है कि लोगों को और न्यायाधीश कैसे चीजें काम पर कब्जा विकीर्ण सूचित । सिद्धांतों सच्चाई से दूर थे: जीवित प्राणियों परिलक्षित प्रकाश के माध्यम से देखते हैं। यह पता लगाने की ध्रुवीकरण की डिग्री है क्या क्षमता को यह अहसास से, वह एक कदम रुके थे - यह समझना होगा कि प्रकाश एक तरंग है।

लाइट एक लहर है

प्रकाश के अधिक विस्तृत अध्ययन पर यह पता चला था: हस्तक्षेप की अनुपस्थिति में, यह एक सीधी रेखा में फैलता है और कहीं भी बंद नहीं होता है। यदि किरण के रास्ते में एक अपारदर्शी बाधा उत्पन्न होती है, तो छायाएं बनती हैं, और जहां प्रकाश स्वयं ही छोड़ देता है, लोग रुचि नहीं रखते थे। लेकिन एक बार विकिरण एक पारदर्शी माहौल से टक्कर लगी, अद्भुत चीजें हुईं: बीम ने प्रचार की दिशा बदल दी और मंद हो गई। 1678 में एच। ह्यूजेन्स ने सुझाव दिया कि इसे एकमात्र तथ्य से समझाया जा सकता है: प्रकाश एक लहर है। वैज्ञानिक ने ह्यूजेन्स सिद्धांत का गठन किया, जिसे बाद में फ्रेशनेल द्वारा पूरक किया गया। आज लोगों को पता है कि ध्रुवीकरण की डिग्री कैसे निर्धारित करें।

ह्यूजेन्स-फ्रेशनेल सिद्धांत

इस सिद्धांत के अनुसार, माध्यम के किसी भी बिंदु, तकजो पहुँच लहर सामने संसक्त विकिरण के एक माध्यमिक स्रोत, और अगले पल में लहर सामने रूप में कार्य करता इन बातों के सभी मोर्चों का लिफाफा है। इस प्रकार, प्रकाश अबाधित से प्रसारित करते हैं, लहर सामने निम्नलिखित प्रत्येक क्षण में पिछले एक के समान ही है। लेकिन यह सामना करना पड़ा बाधाओं की एक किरण, एक और पहलू की प्रभावी तिथि के लायक है: भिन्न वातावरण में, प्रकाश विभिन्न गति पर यात्रा करता है। इस प्रकार, फोटोन, जो कामयाब फोटॉन बीम के अंतिम तुलना में अधिक तेजी से यह प्रसार करने के लिए पहले के बीच में अन्य को पाने के लिए। नतीजतन, wavefront झुकाव। यहाँ अभी तक ध्रुवीकरण की डिग्री कुछ भी है, लेकिन इस घटना को समझने के लिए पूर्ण रूप से आवश्यक है।

प्रक्रिया का समय

यह अलग-अलग उल्लेख करने लायक है कि ये सभी परिवर्तनअविश्वसनीय रूप से जल्दी हो जाता है। वैक्यूम में प्रकाश की गति प्रति सेकंड तीन सौ हजार किलोमीटर है। कोई भी माध्यम प्रकाश को धीमा कर देता है, लेकिन ज्यादा नहीं। जिस समय के लिए लहर के सामने एक माध्यम से दूसरे में संक्रमण के दौरान विकृत हो जाता है (उदाहरण के लिए, हवा से पानी तक) बहुत छोटा होता है। मानव आंख इसे नहीं देख सकती है, और इस तरह की छोटी प्रक्रियाओं को कौन सा डिवाइस रिकॉर्ड नहीं कर सकता है। तो घटना को समझने के लिए पूरी तरह से सैद्धांतिक है। अब, विकिरण के बारे में पूरी तरह से अवगत है, पाठक समझना चाहेगा कि प्रकाश के ध्रुवीकरण की डिग्री कैसे प्राप्त करें? हम उनकी उम्मीदों को धोखा नहीं देंगे।

प्रकाश का ध्रुवीकरण

हमने उपरोक्त उल्लेख किया है कि विभिन्न मीडिया में फोटॉनप्रकाश की एक अलग गति है। चूंकि प्रकाश एक ट्रांसवर्स विद्युत चुम्बकीय तरंग है (माध्यम के घनत्व और दुर्लभ प्रतिक्रिया नहीं), इसमें दो मुख्य विशेषताएं हैं:

• तरंग वेक्टर;
• आयाम (एक वेक्टर मात्रा भी)।

पहली विशेषता कहां इंगित करती हैप्रकाश की किरण निर्देशित की जाती है, एक ध्रुवीकरण वेक्टर उत्पन्न होता है, यानी, किस दिशा में विद्युत क्षेत्र तीव्रता के वेक्टर निर्देशित होते हैं। यह तरंग वेक्टर के चारों ओर घूर्णन की अनुमति देता है। प्राकृतिक प्रकाश, उदाहरण के लिए, सूर्य द्वारा विकिरण, कोई ध्रुवीकरण नहीं है। ऑसीलेशन सभी दिशाओं में बराबर संभावना के साथ वितरित किया जाता है, वहां कोई भी चुनी दिशा या आकृति नहीं होती है जिसके साथ वेव वेक्टर के अंत में अंत होता है।

ध्रुवीकृत प्रकाश के प्रकार

इससे पहले कि आप ध्रुवीकरण की डिग्री के लिए सूत्र की गणना कैसे करें और गणना करें, यह समझने के लिए उपयुक्त है कि किस तरह के ध्रुवीकृत प्रकाश हैं।

1. अंडाकार ध्रुवीकरण। इस तरह के प्रकाश के तरंग वेक्टर का अंत एक अंडाकार का वर्णन करता है।
2. रैखिक ध्रुवीकरण। यह पहला विकल्प का एक विशेष मामला है। जैसा कि आप शीर्षक से देख सकते हैं, इस मामले में तस्वीर एक दिशा है।
3. परिपत्र ध्रुवीकरण। एक और तरीके से, इसे परिपत्र भी कहा जाता है।

किसी भी प्राकृतिक प्रकाश के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता हैदो पारस्परिक रूप से लंबवत ध्रुवीकृत तत्वों का योग। यह याद रखना चाहिए कि दो लंबवत ध्रुवीकृत तरंगें बातचीत नहीं करती हैं। उनकी हस्तक्षेप असंभव है, क्योंकि आयामों की बातचीत के दृष्टिकोण से वे एक दूसरे के लिए मौजूद नहीं लगते हैं। जब वे मिलते हैं, तो वे आसानी से बिना बदलते रहते हैं।

आंशिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश

ध्रुवीकरण प्रभाव का आवेदन बहुत बड़ा है। ऑब्जेक्ट को प्राकृतिक प्रकाश में निर्देशित करके, और आंशिक रूप से ध्रुवीकरण प्राप्त करने से, वैज्ञानिक सतह के गुणों का न्याय कर सकते हैं। लेकिन आंशिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश के ध्रुवीकरण की डिग्री कैसे निर्धारित करें?

एक सूत्र NA है। Umov:

पी = (मैं_लेनमैं_भाप) / (मैं_लेन+ मैं_भाप), जहां मैं_लेन ध्रुवीकरण या प्रतिबिंबित सतह के विमान के लिए लंबवत दिशा में प्रकाश की तीव्रता है, और मैं_भाप समानांतर पी का मूल्य 0 से (प्राकृतिक प्रकाश के लिए, किसी भी ध्रुवीकरण से रहित) 1 (विमान-ध्रुवीकरण विकिरण के लिए) से मूल्य ले सकता है।

प्राकृतिक प्रकाश ध्रुवीकरण किया जा सकता है?

प्रश्न पहली नज़र में अजीब है। आखिरकार, विकिरण, जिसमें आवंटित निर्देश नहीं हैं, आमतौर पर प्राकृतिक कहा जाता है। हालांकि, पृथ्वी की सतह के निवासियों के लिए, यह एक अनुमान में एक अनुमान है। सूर्य विभिन्न लंबाई की विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक धारा देता है। यह विकिरण ध्रुवीकरण नहीं है। लेकिन वायुमंडल की एक मोटी परत से गुजरना, विकिरण एक नगण्य ध्रुवीकरण प्राप्त करता है। तो पूरी तरह से प्राकृतिक प्रकाश के ध्रुवीकरण की डिग्री शून्य के बराबर नहीं है। लेकिन परिमाण इतना छोटा है कि इसे अक्सर उपेक्षित किया जाता है। इसे केवल सटीक खगोलीय गणना के मामले में ध्यान में रखा जाता है, जहां मामूली त्रुटि हमारे सिस्टम के वर्षों या सितारों के सितारे में जोड़ सकती है।

प्रकाश ध्रुवीकरण क्यों करता है?

ऊपर हम अक्सर कहा कि अलग वातावरण मेंफोटॉन अलग व्यवहार करते हैं। लेकिन उन्होंने उल्लेख नहीं किया क्यों। जवाब इस बात पर निर्भर करता है कि हम किस प्रकार के पर्यावरण के बारे में बात कर रहे हैं, दूसरे शब्दों में, यह किस राज्य में है।

1. माध्यम कड़ाई से एक क्रिस्टलीय शरीर हैआवधिक संरचना। आम तौर पर इस तरह के पदार्थ की संरचना को निश्चित गेंदों के साथ जाली के रूप में दर्शाया जाता है। लेकिन सामान्य रूप से यह पूरी तरह सटीक नहीं है। इस तरह के अनुमान को अक्सर उचित ठहराया जाता है, लेकिन क्रिस्टल और विद्युत चुम्बकीय विकिरण की बातचीत के मामले में नहीं। असल में, प्रत्येक आयन अपने संतुलन की स्थिति के करीब आ जाता है, न कि अराजकता से, बल्कि इसके पड़ोसियों के अनुसार, किस दूरी पर स्थित हैं और उनमें से कितने हैं। चूंकि इन सभी उत्सर्जनों को कड़े माध्यम से सख्ती से प्रोग्राम किया जाता है, इसलिए उत्सर्जित अवशोषित फोटोन केवल आयन द्वारा सख्ती से परिभाषित रूप में उत्सर्जित होता है। यह तथ्य दूसरे को जन्म देता है: उभरते फोटॉन का ध्रुवीकरण क्या होगा, जिस दिशा में उसने क्रिस्टल में प्रवेश किया था उस पर निर्भर करता है। इसे गुणों की एनीसोट्रॉपी कहा जाता है।
2. माध्यम तरल है। यहां जवाब अधिक जटिल है, क्योंकि दो कारक हैं - अणुओं की जटिलता और घनत्व के उतार चढ़ाव (संक्षेपण-कमजोर पड़ने)। अपने आप में, जटिल लंबे कार्बनिक अणुओं की एक निश्चित संरचना होती है। सल्फ्यूरिक एसिड के सबसे सरल अणु भी अराजक गोलाकार गुच्छा नहीं हैं, बल्कि एक बहुत ही विशिष्ट क्रूसिफॉर्म आकार हैं। एक और बात यह है कि उनमें से सभी सामान्य परिस्थितियों में अराजक रूप से स्थित हैं। हालांकि, दूसरा कारक (उतार-चढ़ाव) ऐसी स्थितियां बनाने में सक्षम है जिसमें अणुओं की एक छोटी संख्या एक छोटी मात्रा में एक अस्थायी संरचना की तरह बनती है। इस मामले में, या तो सभी अणु सह-दिशात्मक होंगे, या कुछ विशिष्ट कोणों पर एक-दूसरे के सापेक्ष स्थित होंगे। यदि इस समय की रोशनी तरल के इस हिस्से से गुज़रती है, तो यह आंशिक ध्रुवीकरण प्राप्त करेगी। इसलिए, निष्कर्ष यह है कि तापमान द्रव के ध्रुवीकरण को दृढ़ता से प्रभावित करता है: तापमान जितना अधिक होगा, अशांति अधिक गंभीर होगी, और ऐसे अधिक वर्ग बनाए जाएंगे। अंतिम निष्कर्ष आत्म-संगठन के सिद्धांत के कारण है।
3. माध्यम गैस है। एक सजातीय गैस के मामले में, ध्रुवीकरण उतार-चढ़ाव के कारण होता है। यही कारण है कि सूर्य की प्राकृतिक रोशनी, वातावरण के माध्यम से गुजरती है, एक छोटे ध्रुवीकरण प्राप्त करता है। और यही कारण है कि आकाश का रंग नीला है: पैक किए गए तत्वों का औसत आकार ऐसा है कि नीले और बैंगनी रंगों के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को समाप्त किया जाता है। लेकिन अगर हम गैसों के मिश्रण से निपट रहे हैं, तो ध्रुवीकरण की डिग्री की गणना करना अधिक कठिन होता है। इन समस्याओं को अक्सर खगोलविदों द्वारा हल किया जाता है जो गैस के घने आणविक बादल के माध्यम से गुज़रने वाले तार की रोशनी की जांच करते हैं। इसलिए, दूरस्थ आकाशगंगाओं और समूहों का अध्ययन करना इतना कठिन और दिलचस्प है। लेकिन खगोलविद लोगों को गहरे अंतरिक्ष की अद्भुत तस्वीरों का सामना करते हैं और देते हैं।
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