편광과 자연의 빛입니다. 자연 달리 편광

파도 두 종류의 수 있습니다. 종 방향 진동 동요는 전파 방향에 평행 한 그들의. 일례 공기 음향의 통로이다. 횡파는 이동 방향에 대해 90 °의 각도로 외란 이루어져있다. 예를 들어, 물의 질량을 통해 수평으로 통과하는 파장은 그 표면에 수직 방향의 진동을 야기한다.

의 발견

편광 자연광이 시작되었을 때, 설명 된 XVII 세기 중반 관찰 신비 광학 효과 번호 물결 현상으로 간주하고 그 진동 방향이 발견되었다. 첫 번째 소위 편광 효과는 1669 년 덴마크 의사 에라스무스 바트홀린에 의해 발견됐다. 과학 아이슬란드 스파 또는 칼슘 (탄산 칼슘의 결정 형태)에서의 복굴절이나 복굴절 성을 관찰 하였다. 광 방해석 결정을 통과 할 때 두 개의 이미지가 서로에 대하여 시프트된다 생산을 분할한다.

뉴턴은이 현상에 대해 알고 아마 빛 미립자가 두 이미지의 형성의 원인이 될 수있는 비대칭 또는 "일방적"를 가지고 있음을 시사한다. 호이겐스는 뉴턴의 현대 초등 파도의 복굴절 자신의 이론을 설명 할 수 있었다, 그러나 그는 효과의 진정한 의미를 이해하지 못했다. 때까지 복굴절은 미스터리로 남아 토마스 영 과 프랑스의 물리학 자 어거스틴 - ZHAN Frenel 빛 파도가 가로 것을 권장하지 않습니다. 간단한 아이디어는 편광 천연 무엇인지 설명 할 수있다 빛. 이 편광 효과를 분석하기위한 자연스럽고 단순한 프레임 워크를 제공했다.

복굴절은 그 전파 속도를 각각 갖는 두 개의 직교하는 편광의 조합에 의해 발생된다. 때문에 두 성분 속도의 차이 다른 굴절률을 갖고 있기 때문에, 두 개의 다른 이미지를 생성하는 재료를 통해 굴절된다.

편광 자연 채광 : 맥스웰 이론

프레 넬 빠르게 복굴절 및 다른 광학 효과의 숫자를 주도 가로 파도의 포괄적 인 모델을 개발했다. 나중에 40 년, 전자기 맥스웰의 이론은 우아하게 빛의 가로 특성을 설명합니다.

전자파는 맥스웰 진동 운동의 방향에 수직 인 자기장과 전기장 이루어지는. 필드는 서로 90 °의 각도로있다. 이 경우에는, 자기와 전계의 전파 방향은 오른 손잡이 좌표 시스템을 형성한다. 주파수 f와 길이 λ와 파 양의 X 방향으로 이동하고, 상기 필드는 수학적으로 설명된다 (이들은 C = λf의 의존성과 관련)

• E (X, t) = E ₀ COS (2 X π / λ - π 2 피트) Y ^;
• B (X, t) = ₀ B COS (2 X π / λ - π 2 피트) Z ^.

방정식은 전자기장들이 서로 위상에 있음을 보여준다. 임의의 주어진 시간에서, 이들은 동시에 E _{0 0} B와 동일한 공간에 자신의 최대 값에 _{도달한다.} 이 진폭은 독립적이지. 맥스웰 방정식은 모든 전자파 E _{0 0} = CB 그 진공에서 보여준다.

편광 방향

광파의 전기장과 자기장의 방향의 설명에서는 단지 전계 방향을 나타내는 통상적이다. 자기장 벡터는 수직 분야의 요구와 이동 방향에 직각 자신에 의해 결정된다. 자연 및 선형 편광 파의 이동 방향과 같은 고정 된 마지막 필드로 발진하는 것을 특징으로한다.

다른 가능한 편광 상태가 있습니다. 자기 및 전기장의 벡터 원의 경우에는 일정한 진폭의 전파 방향에 대하여 회전한다. 타원 편광은 직선 편광과 원형 사이의 중간 위치에있다.

편광 빛

상기 전자기 방사선을 생성하는 가열 된 필라멘트의 표면에 원자는 서로 독립적이다. 각각의 방사선은 대략 10 ^{-9 -11} 내지 10 초의 짧은 기간의 열차로 모델링 될 수있다. 필라멘트 전자파는 자체 편광 방향을 갖는 각각의 이러한 열차의 중첩이다. 무작위로 배향 된 양의 파장 편광 벡터 신속하고 불규칙 형태 변화 열차. 이러한 물결은 편광이라고합니다. 모든 빛의 천연 자원, 태양, 백열 램프, 형광 램프와 불꽃, 포함은 방사선을 생산하고 있습니다. 그러나, 자연광은 종종 부분적으로 다중 산란 및 반사 편광.

따라서, 자연 편광의 차이는 제 진동에 평면에서 발생한다는 사실에있다.

편광 방사선원

공간 방향이 결정될 때 편광이 생성 될 수있다. 하나의 예는 고 에너지 입자가 자장의 이동 편파의 전자파를 방출 청구되는 방사광이다. 자연적으로 편광 된 빛을 방출 많은 잘 알려진 천체 소스가 있습니다. 이들은 성운, 초신성 잔해, 활성 은하 핵을 포함한다. 우주 방사선의 편광은 그 소스의 특성을 결정하기 위해 연구되고있다.

폴라로이드 필터

편광 자연광은 미국 물리학 에드윈 랜드에 의해 생성 폴라로이드 대부분 공통되는 재료의 수, 통과에 의해 분리된다. 필터는 가열 처리에 의해 한 방향으로 배향 된 탄화수소 분자의 긴 사슬로 구성된다. 선택적으로 방사선을 흡수하는 분자는, 전계 방향은 평행하다. 편광판을 떠나는 광은 직선 편광된다. 분자 배향 방향에 수직을 이룬 그것의 전계. 폴라로이드는 반사 및 산란 빛의 효과를 감소 선글라스 및 필터 등 많은 분야에서 응용 프로그램을 발견했다.

자연 및 편광 : 아의 법칙

1808, 물리학 에티엔 루이 아 빛이 부분적으로 편광 된 비금속 표면으로부터 반사되는 것을 발견했다. 이 영향의 정도는 입사각과 반사 재료의 굴절률에 의존한다. 공기에서의 입사각의 접선은 반사 재료의 굴절률과 동일하다 극단적 인 경우 중 하나에서, 반사 된 광은 완전히 직선 편광이된다. 이러한 현상은 (발견 자 이름을 따서 명명, 스코틀랜드의 물리학 자 데이빗 브루스터) 브루스터의 법칙으로 알려져있다. 분극 방향이 반 사면에 평행. 형광 눈부심 보통 도로 물 필터와 같은 수평 표면으로부터의 반사에 따라 발생하기 때문에 일반적으로 수평 편광을 유지하도록 사용되는 선글라스 따라서 선택적 광 반사를 제거한다.

레일리 산란

기준 파장보다 작은 매우 작은 물체에 의한 빛 산란 (소위 레일리 산란 영어 과학자로드 레일리 후), 또 일부 편광을 생성한다. 햇빛이 지구 대기를 통과 할 때 공기 분자에 의해 분산된다. 지구와 편광 자연의 빛을 산란에 도달. 편광의 정도는 산란 각에 따라 달라집니다. 사람이 자연과 편광 구분하지 않기 때문에,이 효과는 일반적으로 주목갑니다. 그럼에도 불구하고, 많은 곤충의 눈은 반응, 그리고 그들은 탐색 도구로 산란 방사선의 상대 편광을 사용합니다. 밝은 광선의 배경 방사를 감소시키기 위해 사용되는 필터 일반 카메라는, 편광 천연 레일리 분리 간단한 선형 편광기이다.

이방성 재료

편광 효과는 광학 이방성 물질 (여기서 관찰되는 굴절률이 같은 복굴절 성 결정으로 약간의 생물학적 구조 및 광학 활성 물질로서 분극의 방향에 따라 다름). 기술 응용 프로그램은 편광 현미경, 액정 디스플레이와 재료 연구에 사용되는 광학 기기를 포함한다.