WikiZero - полярность волны

1. Линейная поляризация [ редактировать | редактировать код ]
2. Круговая поляризация [ редактировать | редактировать код ]
3. Эллиптическая поляризация [ редактировать | редактировать код ]
4. Другие типы поляризации [ редактировать | редактировать код ]
5. Формирование поляризованной волны [ редактировать | редактировать код ]
6. Излучение поляризованной волны [ редактировать | редактировать код ]
7. Поляризация лазерного света [ редактировать | редактировать код ]
8. Отражение от диэлектрической среды [ редактировать | редактировать код ]
9. Рассеяние волны [ редактировать | редактировать код ]
10. Двулучепреломление [ редактировать | редактировать код ]
11. Селективное поглощение [ редактировать | редактировать код ]
12. Связанные с полярностью явления [ редактировать | редактировать код ]
13. Двулучепреломление принудительное [ редактировать | редактировать код ]
14. Скручивание плоскости поляризации [ редактировать | редактировать код ]
15. Поляризация в природе, науке и повседневной жизни [ редактировать | редактировать код ]
16. Жидкокристаллические дисплеи [ редактировать | редактировать код ]
17. Проекция трехмерного изображения [ редактировать | редактировать код ]
18. Поляризация радиоволн [ редактировать | редактировать код ]
19. Дефектоскопия [ редактировать | редактировать код ]
20. Поляризационный микроскоп [ редактировать | редактировать код ]
21. Радиоастрономия и радары редактировать | редактировать код ]
22. Зоология редактировать | редактировать код ]
23. Плоские волны [ редактировать | редактировать код ]
24. Математическое описание [ редактировать | редактировать код ]
25. Джонс анализ [ редактировать | редактировать код ]
26. Параметрическое описание поляризации [ редактировать | редактировать код ]
27. Номенклатура используется [ редактировать | редактировать код ]
28. Частичная поляризация [ редактировать | редактировать код ]

открытый дизайн википедии.

Поляризация - собственность поперечная волна относительно упорядоченных отношений между направлением колебание расстройства и направление распространения волн. Поляризация также называется процессом достижения определенного состояния поляризации.

В поперечной неискаженной волне колебания распространяющихся возмущений происходят с одинаковой амплитудой во всех направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны. Неполярную волну можно рассматривать как комбинацию очень многих поляризованных волн различными способами.

Поляризация происходит только для таких типов волн и условий, в которых колебания могут иметь место в разных направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны. В других случаях рассмотрение явления поляризации не имеет смысла - это относится, например, к колебаниям, распространяющимся на поверхности мембрана и на границах центров различной плотности (среди других морские волны ). Звуковые волны в газах (также в воздухе) они не подвержены поляризации, потому что они продольные волны ,

В зависимости от направления колебаний, беспорядок различается по многим типам поляризации. В случае электромагнитная волна Колебания магнитного и электрического полей распространяются. В настоящее время принято считать, что поляризация электромагнитной волны определяется для ее электрической составляющей (магнитная составляющая перпендикулярна ей).

Линейная поляризация [ редактировать | редактировать код ]

В линейно поляризованной волне колебания происходят в одной плоскости, которая содержит направление распространения волны.

В системе координат XYZ линейно поляризованная волна, распространяющаяся в направлении оси OZ, может быть представлена ​​как суперпозиция двух линейно поляризованных волн в любых заданных направлениях (например, в направлении осей OX и OY). Волны хранения соответствуют фаза или в противофазе (сдвинутой на 180 °), и отношение их амплитуд определяет направление поляризации результирующей волны, возникающей в результате описанной суперпозиции.

Круговая поляризация [ редактировать | редактировать код ]

В круговой поляризации распространяется беспорядок (например, электрическое поле или отклонение материальной среды от положения равновесия), определенное вдоль направления движения волны, всегда имеет одно и то же значение, но его направление изменяется. Направление изменений таково, что в заданной точке пространства конец вектора, описывающего беспорядок, охватывает круг в течение одного периода волны.

Это круговое движение можно разделить на две гармонические вибрации с равными амплитудами, но с фазами, сдвинутыми на 90 ° или 270 ° (-90 °). В зависимости от того, сдвинуты фазы на 90 ° или 270 °, указывается правосторонняя круговая поляризация или круговая левая полярность . Вектор, описывающий беспорядок, поворачивается либо вправо, либо влево.

Волна с круговой поляризацией может быть получена путем объединения двух волн с одинаковыми амплитудами и частотами, распространяющихся в одном и том же направлении, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях и сдвинутых по фазе на соответствующий угол.

Эллиптическая поляризация [ редактировать | редактировать код ]

В эллиптической поляризации распространяющееся возмущение, определяемое вдоль направления движения волны, всегда является величиной и направлением, так что в фиксированной точке пространства конец вектора, описывающего возмущение, колеблется в эллипс.

Эллиптически поляризованная волна может быть получена путем объединения двух волн одинаковых частот, распространяющихся в одном направлении, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях, смещенных по фазе на соответствующий угол, но с разными амплитудами. Он также может быть получен в виде комбинации волн с линейной и круговой поляризацией.

Как линейная, так и круговая поляризация являются частными случаями эллиптической поляризации.

Другие типы поляризации [ редактировать | редактировать код ]

В случае электромагнитных волн также возможны другие, гораздо более сложные типы поляризации, найденные, например, в волноводы или сделаны с использованием специальных лазеры ,

Примером может служить радиальная поляризация, при которой вектор напряженности электрического поля в каждой точке луча излучения направлен к центру луча, или азимутальная поляризация, в которой он касается цепи луча. [1] , Такие волны часто также содержат компоненты электрического и магнитного поля (или обоих), параллельные направлению движения волны, поэтому они не являются поперечными волнами.

Формирование поляризованной волны [ редактировать | редактировать код ]

Существуют физические явления, которые вызывают образование поляризованной волны особым образом - они встречаются в природе и используются технически.

Излучение поляризованной волны [ редактировать | редактировать код ]

Когда колебания материальной среды происходят в определенном направлении и вызывают механическую поперечную волну, эта волна поляризована - например, тектонические колебания.

В результате колебательного движения может возникнуть электромагнитная волна, одной из составляющих которой является электрическое поле. электрический заряд (например, в дипольная антенна ), что, в свою очередь, запускает распространяющиеся колебания этого поля. Результирующая волна линейно поляризована, а направление поляризации лежит в плоскости, определяемой излучающим диполем.

Тепловое излучение, в том числе свечение нагретых тел, возникает в результате движения частиц в случайных направлениях, и поэтому свет, излучаемый нагретыми телами, не поляризован. Некоторые источники электромагнитного излучения, в которых направление колебаний заряженных частиц (например, электронов) ограничено (например, сильным электрическим полем, магнитом или структурой и упорядочением частиц), производят поляризованный свет. Свет спектроскопических линий, возникающих в магнитном поле, если магнитное поле влияет на энергетические уровни, также поляризован. Если конкретная полярность излучаемой волны не является вынужденной, а только привилегированной, поляризация излучаемого света является частичной.

Поляризация лазерного света [ редактировать | редактировать код ]

Свет, излучаемый лазерами, может быть [2] поляризованный. Причины его поляризации:

• зависимость оптической лазерной активной среды от поляризации света (в анизотропных кристаллах),
• Зависимость потерь резонатора от поляризации:
  • специально используется для этой цели Брюстер окно ,
  • небольшой случайный наклон оптических элементов лазера,
• даже если лазерное усиление изотропно, из-за тепловых флуктуаций изменений оптических свойств появляется нестабильная спонтанная поляризация, часто сложной природы.

Отражение от диэлектрической среды [ редактировать | редактировать код ]

Когда неполяризованный свет падает на границе двух прозрачных центров под таким углом ( Угол Брюстера ) что отраженный луч образует прямой угол с изогнутым радиусом, что свет отражается полностью, а проходящий свет частично линейно поляризован. Явление поляризации при отражении было открыто в 1809 году Malus , Для других углов падения света отраженный свет также частично поляризован. Чем больше угол падения отличается от угла падения Брюстера, тем меньше степень поляризации отраженного света. При отражениях от непрозрачных диэлектриков радиус преломления, конечно, будет поглощаться, но отраженное поле все еще будет поляризовано.

Это явление отвечает за поляризацию света радуга , которая создается за счет преломления и отражения света в воде и капель радуги привет вокруг Солнца и Луны (с углами 22 ° и 46 °), возникающие в результате преломления световых лучей на гексагональных кристаллах льда в высокой атмосфере [3] ,

Отражение света от поверхности металла не поляризует неполяризованный свет, но изменяет состояние поляризации, отраженное под углом света, например, под соответствующими углами, линейно поляризованный свет, отражающийся от гладкой металлической поверхности, меняет полярность на эллиптическую или круглую. Изменение поляризации происходит в результате изменения фазы электрического компонента, перпендикулярного отражающей поверхности, относительно параллельного ей компонента.

Рассеяние волны [ редактировать | редактировать код ]

При рассеянии электромагнитной волны на частицах, меньших ее длины, происходит ее поляризация. Рассеянная волна под прямым углом полностью линейно поляризована, а рассеянная в другом направлении частично поляризована.

В атмосфере присутствуют мелкие частицы пыли и аэрозоли, которые рассеивают свет таким образом, и роль рассеяния на тепловых колебаниях воздуха также играет важную роль. Это явление отвечает за поляризацию голубого неба и белого ореола вокруг солнца и луны (наряду с отражением световых лучей от поверхности ледяных кристаллов) [3] ).

Анализируя поляризацию рассеянного света, можно определить угол диффузии, то есть определить направление света, падающего на рассеивающую среду, которая используется в астрономии.

Двулучепреломление [ редактировать | редактировать код ]

Некоторые кристаллы показывают анизотропия диэлектрическая проницаемость , что вызывает скорость распространения света, и так показатель преломления зависит от направления. В таком кристалле при преломлении радиус, входящий в кристалл, делится на два с линейными поляризациями. Это явление используется для получения пучка поляризованного света в призма Никола ,

В каждом двулучепреломляющем кристалле есть направление, в котором бегущий свет не разделяется на два луча, но его поляризованные компоненты движутся с разными скоростями. Это явление используется для изменения типа поляризации света в четвертьволновая плитка и полуволновые пластины ,

Селективное поглощение [ редактировать | редактировать код ]

Волна, распространяющаяся в центре, в которой колебания в одном направлении подавляются сильнее, чем в перпендикулярном ему, будет подвергаться поляризации.

Примером такого центра для электромагнитной волны может быть лестница из проводов, то есть система тонких параллельных электропроводящих проводов. Диаметр проводов и расстояние между ними должны быть небольшими, а их длина сопоставима с длиной волны. Такое расположение поглощает волны, в которых колебания электрического вектора параллельны проводам, и передает волны, в которых его колебания перпендикулярны проводам. Такие системы созданы для радиоволн и микроволн.

Поляризаторы для инфракрасного и видимого света работают по тому же принципу, но роль проводов выполняют правильно расположенные молекулы химических соединений. Это может быть достигнуто путем растяжения во время производства пленки из подходящего пластика, в результате чего система параллельно расположенных молекул поглощает электромагнитные волны, поляризованные в одном направлении.

Связанные с полярностью явления [ редактировать | редактировать код ]

В приведенном ниже тексте описывается поляризация электромагнитных волн, хотя эти явления также возникают, например, для механических волн. сейсмические волны размножается на Земле.

Двулучепреломление принудительное [ редактировать | редактировать код ]

Некоторые диэлектрики показывают зависимость диэлектрической проницаемости от приложенного электрического или магнитного поля. При нормальных условиях они не имеют двойного лучепреломления, под воздействием прикладного поля они приобретают это свойство. Это явление в честь первооткрывателя называется Эффект Керра и нашел применение для модуляции света электрическим полем в устройствах под названием Керра клетки ,

Вещество, полученное путем двулучепреломления в направлении примененного поля, называется Эффект Поккельса и используется для получения электрически управляемых пластин, удаляющих фазу светового компонента определенной поляризации, называемой Ячейки Поккельса ,

Скручивание плоскости поляризации [ редактировать | редактировать код ]

Многие химические соединения обладают способностью изменять направление поляризации проходящего света. Это явление называется оптическая активность ,

Это проявляется соединениями, молекулы которых не имеют инверсионной оси симметрии. Такие молекулы могут существовать в двух формах, называемых энантиомеры которые являются зеркальным отражением друг друга. Энантиомеры скручивают плоскость поляризации проходящего света в противоположных направлениях. По этой причине смесь содержит одинаковые количества обоих энантиомеров ( рацемическая смесь ) не поворачивает плоскость поляризации.

Явление поляризации поляризации света используется в химическом анализе.

Все оптически активные органические соединения, продуцируемые живыми организмами, существуют только как один из двух возможных энантиомеров. Поэтому измерение оптической активности является методом, который позволяет отличить их от искусственно синтезированных рацемических смесей.

Поляризация в природе, науке и повседневной жизни [ редактировать | редактировать код ]

Поляризационные фильтры [ редактировать | редактировать код ]

Свет, рассеянный или отраженный от диэлектриков, поляризован. Чтобы подавить его, вы можете использовать фильтр, который избирательно поглощает свет их поляризации. Такие фильтры, называемые поляризация , они используются в оптических устройствах. Примером может быть темные очки в котором они уменьшают яркость неба в солнечные дни и блокируют поляризованный отраженный свет (что полезно для людей, управляющих автомашинами).

Фильтры этого типа также используются в фотографии, где они затемняют синее небо, предотвращают появление отражений и (подавляют отражения) позволяют делать снимки через стекло.

Жидкокристаллические дисплеи [ редактировать | редактировать код ]

Жидкокристаллический дисплей (ЖКД) содержит два скрещенных поляризатора, между которыми расположен слой жидкий кристалл , Под влиянием напряжения, приложенного к электродам, происходит изменение ориентации молекул в жидкокристаллическом слое, что вызывает изменение величины скручивания плоскости поляризации через этот слой и, следовательно, изменение прозрачности всей системы.

Проекция трехмерного изображения [ редактировать | редактировать код ]

Другое практическое применение явления поляризации - техника проецирования. стереоскопический (пространственный) на большом экране одновременно для многих зрителей, используемых, в частности, в кинотеатрах IMAX ,

Стереоскопическая камера имеет два объектива и одновременно записывает два изображения. Их оптические оси смещены относительно друг друга на расстояние, аналогичное расстоянию между глазами человека (или другое расстояние в случае специальных эффектов). Проектор тоже двойной. Одновременно отображаются два изображения, каждое из которых через объектив, оснащенное поляризационным фильтром. Один фильтр поворачивается вокруг другого на 90 °. Зритель предполагает наличие специальных очков с поляризационными фильтрами. Плоскости поляризации в левом и правом окуляре устанавливаются аналогично фильтрам в проекторе, благодаря чему только одно изображение, предназначенное для зрителя, достигает глаза каждого зрителя. В результате один глаз видит пленку, спроецированную левым проектором, а другой - правым, и зритель получает то же изображение, как если бы он сам был на съемочной площадке.

Поляризация радиоволн [ редактировать | редактировать код ]

Даже самая простая дипольная антенна генерирует радиоволны с довольно сложной структурой. Полярность волны, излучаемой диполем, является линейной, в плоскости, содержащей диполь и направление распространения волны. Обычно это называется вертикальным, когда диполь вертикальный, хотя на самом деле он вертикальный только в плоскости симметрии диполя.

Радио включено длинные волны и среда использует вертикальную поляризацию из-за использования вертикальной мачты в качестве антенны. Телевидение в наземной передаче и радиочастоте FM обычно использует горизонтальную поляризацию. Технические службы, работающие на местах дециметровые волны Для ограничения взаимных помех телевидения и услуг используют вертикальную поляризацию.

спутниковое телевидение разная полярность используется для увеличения количества каналов, доступных в одной полосе.

Поляризованная круговая антенна состоит из двух диполей, расположенных перпендикулярно и питаемых колебаниями с фазовым сдвигом 90 °.

Радиоволны с дальностью больше горизонтальной в результате отражений и рассеяния теряют и изменяют свою поляризацию. Масштабы этого явления очень разные, в зависимости от длины волны, времени суток и географического положения.

Дефектоскопия [ редактировать | редактировать код ]

Источником оптической анизотропии материала также может быть напряженность внутри материала. Это явление можно использовать для обнаружения и анализа стрессов - в дефектоскопия или экзамен прототип , Модель, которая воспроизводит формы деталей устройства, может быть изготовлена ​​из прозрачного материала и протестирована. выносливость , В то же время соответствующая оптическая система позволяет наблюдать изменения поляризации проходящего света (обычно в виде цветных полос), характерные для напряжений, возникающих внутри материала.

Поляризационный микроскоп [ редактировать | редактировать код ]

В поляризационном микроскопе два поляризованных полярных фильтра скручены относительно друг друга. Один из них поляризует свет, который освещает объект, другой наблюдает. Если наблюдаемый объект не вращает плоскость поляризации, то свет не проходит через систему, и изображение темное. Если образец поворачивает плоскость поляризации, изображение становится ярче, часто окрашенным, поскольку угол поворота плоскости поляризации обычно зависит от длины волны света.

Поляризационный микроскоп позволяет наблюдать за многими оптически активными объектами - кристаллическими минералами, текстурами, созданными жидкие кристаллы , элементы биологических структур. Это позволяет наблюдать фазовые превращения и определять их температуры.

Радиоастрономия и радары редактировать | редактировать код ]

Линейно поляризованные лучи радиоволны они используются в технике радиолокационный , радиоастрономической Наблюдение за поляризацией света позволяет определить, был ли он рассеян до достижения телескоп ,

Зоология редактировать | редактировать код ]

Некоторые животные обладают способностью воспринимать поляризацию света. Они используют его, чтобы определить направление в пространстве. Плоская плоскостная поляризация рассеянного света в атмосфера это перпендикулярно направлению, из которого это сияет солнце , Некоторые используют этот свет насекомые среди других пчелы , Мозг пчелы записывает расстояние и угол наклона к Солнцу на пути, по которому он движется, возвращаясь из нектар в розетку. Посреди насекомого начинается особый танец, который он передает эту информацию другим пчелам. Поляризация света также видна глазам птицы , кроме навигация птицы используют эту информацию для поиска информации восходящие токи позволяя им скольжение без затрат энергии.

Поляризация также видна осьминог , кальмар и каракатица , Эти животные используют поляризованный свет для общения. Их тела покрывают узоры, видимые только через поляризационные фильтры. некоторые головоногие у них также есть способность динамически изменять эти образцы. Таким образом, они могут передавать сигналы друг другу спаривание или для сдерживания нападавших.

В некоторой степени, линейная поляризация света также может распознать человек глаз. Это возможно благодаря энтопический феномен называемый Фигура Хайдингера ,

Плоские волны [ редактировать | редактировать код ]

Плоская электромагнитная волна характеризуется волновой вектор с указанием направления распространения волны, является одинаковым в каждой точке пространства, и его вектор магнитная индукция и вектор напряженность электрического поля они перпендикулярны друг другу и лежат в одной плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Эти векторы зависят друг от друга, и одно из них однозначно определяет другой. Предполагается, что поляризация света определяется вектором электрического поля.

Составляющие напряженности электрического поля могут быть описаны синусоидальными функциями, поэтому просто введите их фаза , амплитуда и частота чтобы однозначно определить их, причем две составляющие вектора электрического поля всегда имеют одинаковую частоту, соответствующую частоте анализируемой электромагнитной волны.

Математическое описание [ редактировать | редактировать код ]

Уравнение поперечной волны, распространяющейся вдоль оси Z, и колебаний в выбранной точке (z = 0) {\ displaystyle (z = 0)} можно описать с помощью шаблонов:

Ψ (z, t) = x ^ A x cos ⁡ (ω t - kz + φ x) + y ^ A y cos ⁡ (ω t - kz + φ y), {\ displaystyle \ Psi (z, t) = {\ hat {x}} A_ {x} \ cos (\ omega t-kz + \ varphi _ {x}) + {\ hat {y}} A_ {y} \ cos (\ omega t-kz + \ varphi _ { у})} Ψ (t) = x ^ A x cos ⁡ (ω t + φ x) + y ^ A y cos ⁡ (ω t + φ y), {\ displaystyle \ Psi (t) = {\ hat {x}} A_ {x} \ cos (\ omega t + \ varphi _ {x}) + {\ hat {y}} A_ {y} \ cos (\ omega t + \ varphi _ {y}),}

где:

x ^, y ^ {\ displaystyle {\ hat {x}}, {\ hat {y}}} - соответственно wersory Оси X и Y, определяющие направление вибрации, A x, {\ displaystyle A_ {x},} A y {Displaystyle A_ {y}} - амплитуды колебаний в определенных направлениях, φ x, φ y {\ displaystyle \ varphi _ {x}, \ varphi _ {y}} - фазовые сдвиги колебаний.

Если φ x = φ y {\ displaystyle \ varphi _ {x} = \ varphi _ {y}} или φ x = φ y ± π {\ displaystyle \ varphi _ {x} = \ varphi _ {y} \ pm \ pi} эти колебания могут быть представлены как Ψ (t) = v ^ A v cos ⁡ (ω t + φ v) {\ displaystyle \ Psi (t) = {\ hat {v}} A_ {v} \ cos (\ omega t + \ varphi _ {v})} что соответствует линейной поляризации в направлении v. {\ displaystyle v.}

Если φ x = φ y - 1 2 π {\ displaystyle \ varphi _ {x} = \ varphi _ {y} - {\ frac {1} {2}} \ pi} и A x = A y = A {\ displaystyle A_ {x} = A_ {y} = A} без учета начальной фазы колебания могут быть описаны уравнением Ψ (t) = A (x ^ cos ⁡ (ωt) - y ^ sin ⁡ (ωt)). {\ displaystyle \ Psi (t) = A ({\ hat {x}} \ cos (\ omega t) - {\ hat {y}} \ sin (\ omega t))} Это уравнение является круговым уравнением и означает круговую поляризацию.

В общем случае, когда компоненты имеют разные амплитуды, результирующее движение представляет собой эллипс, это состояние описывает первое из приведенных уравнений, являющееся параметрическим уравнением эллипса, и такое состояние поляризации является эллиптической поляризацией.

Джонс анализ [ редактировать | редактировать код ]

использование Картина Эйлера Предполагая, что физический смысл имеет только действительную часть вектора, уравнение поперечной волны можно описать уравнением:

Ψ (z, t) = exp ⁡ i (k z - ω t) (x ^ A x exp ⁡ (и φ x) + y ^ A y exp ⁡ (и φ y)). {\ displaystyle \ Psi (z, t) = \ exp {i (kz- \ omega t)} ({\ hat {x}} A_ {x} \ exp (i \ varphi _ {x}) + {\ hat {y}} A_ {y} \ exp (i \ varphi _ {y})).}

Это уравнение является продуктом, в котором первый фактор отвечает за «волнение», а второй является суммой векторов, имеет постоянное значение для данной волны и описывает ее состояние поляризации.

Опуская колебательный фактор в записях и записывая второй фактор в векторном соглашении, состояние поляризации можно описать в виде:

e = [a 1 e и θ 1 a 2 e и θ 2]. {\ displaystyle \ mathbf {e} = {\ begin {bmatrix} a_ {1} e ^ {i \ theta _ {1}} \\ a_ {2} e ^ {i \ theta _ {2}} \ end { bmatrix}}.}

где: a 1, a 2 {\ displaystyle a_ {1}, a_ {2}} - амплитуды в волновых компонентах в двух ортогональных направлениях и 1, 2 {\ displaystyle \ theta _ {1}, \ theta _ {2}} - фазовые сдвиги волновых составляющих.

Такой анализ с использованием векторов и матрицы комплексных чисел был разработан в 1941 году. RC Джонс , Этот метод называется учетной записью Джонса. В этом анализе состояние поляризации света представлено вектором Джонса, а оптическая система описывается матрицей Джонса.

Различные векторы Джонса могут представлять один и тот же эллипс и, следовательно, одно и то же состояние поляризации. Физическое электрическое поле как действительная часть вектора Джонса может быть различным, но состояние поляризации одинаково, поскольку состояние поляризации не зависит от абсолютных значений фаз, но зависит от разностей фаз, соответствующих выбранным осям.

векторы база Для описания поляризации волны может использоваться любая пара векторов, лежащих в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, они должны быть ортогональными векторами. Вы можете построить любой вектор в этой плоскости из них. Часто вместо декартовых векторных векторов выбираются векторы, представляющие правую и левую круговую поляризацию.

Параметрическое описание поляризации [ редактировать | редактировать код ]

Как представлено выше в описании и на чертежах, каждая поляризованная волна, как линейная, так и эллиптическая, может быть представлена ​​как комбинация двух волн одинаковой частоты, колеблющихся в направлениях, взаимно перпендикулярных и перпендикулярных направлению распространения волны. Каждая поляризованная волна также может быть представлена ​​в виде суммы циркулярно поляризованных волн. Линейно поляризованная волна - это сумма левой и правой полярной волны.

Эллиптическая поляризация - это общее состояние поляризации плоской волны, поэтому для описания такой поляризации можно использовать уравнения эллипс , В случае электромагнитной волны этот эллипс соответствует концевой дорожке вектор интенсивность электрическое поле , Точно так же, как эллипс может быть описан различными уравнениями, так и поляризация может быть описана различными способами. В дополнение к приведенному выше параметрическому координатно-зависимому уравнению (X и Y) часто параметрами, описывающими поляризацию, являются: угол между осью X и главной осью эллипса (ψ) {\ displaystyle (\ psi)} и коэффициент эллиптичности, то есть отношение большой и малой осей спирали (ε). {\ displaystyle (\ varepsilon).} Иногда используется коэффициент эллиптического угла (χ) {\ displaystyle (\ chi)} рассчитывается как агс (ε) {\ displaystyle (\ varepsilon)} (подробности в статье эллипс ). Отдельные параметры отмечены на диаграмме рядом с ним.

Номенклатура используется [ редактировать | редактировать код ]

Независимо от того, описывается ли поляризация геометрическими параметрами или векторами Джонса, направление распространения волны предполагает выбор системы координат, колебания происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, поэтому основные направления должны лежать в этой плоскости. Отсюда следует, что выбор системы позволяет вращение вокруг направления распространения.

Если рассматривать свет (волну), распространяющийся горизонтально к земле, то определение горизонтальной (горизонтальной) и вертикальной (вертикальной) поляризации является общепринятым. В публикациях система координат связана с плоскостью иллюстрации, вводя понятие поляризации параллельно плоскости иллюстрации, обозначенной p {\ displaystyle p} и перпендикулярная поляризация - обозначается с. {\ displaystyle s.} Эта ситуация показана на диаграмме справа. В астрономии направления поляризации обычно определяются в терминах Экваториальная система координат ,

Частичная поляризация [ редактировать | редактировать код ]

Волновое изображение, представленное выше, является большим упрощением. Фактически, большинство волн генерируется не одним источником, а множеством независимых источников, колеблющихся в случайных направлениях со случайными амплитудами. В такой ситуации сумма выбросов из всех источников приводит к тому, что излучение полностью лишено поляризации. В неполярной волне колебания происходят во всех возможных направлениях с равной вероятностью. В определенных ситуациях одно из направлений вибрации может стать привилегированным, и колебания в этом направлении будут происходить с большей амплитудой, чем в других, что вызывает частичную поляризацию. Если концы векторов электрического поля для такого излучения нанесены на график, нечеткая форма напоминает заполненный эллипс для частично линейно поляризованной волны, и будет получен эллипс с меньшим заполнением в центре для частично эллиптически поляризованной волны. Для частичной поляризации определяется уровень поляризации .

• Щепан Щеневский: Оптика: учебник для студентов вузов . Варшава: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1969.
• М. Борн, Э. Вольф, Принципы оптики , издательство Кембриджского университета, 7-е издание 1999 г., ISBN 0-521-64222-1 ,
• C. Brosseau, Основы поляризованного света. Подход статистической оптики Wiley , 1998, ISBN 0-471-14302-2 ,
• Уильям А. Шурклифф, Поляризованный свет, производство и использование , издательство Гарвардского университета, 1962.
• Юджин Хехт, Аддисон Уэсли, Оптика , 4-е издание 2002, твердый переплет, ISBN 0-8053-8566-5 ,
• Д. Пай, Поляризованный свет в науке и природе , Институт физики, 2001, ISBN 0-7503-0673-4 ,
• Г.П. Кённен, Поляризованный свет в природе , Перевод Г. А. Берлинга, Издательство Кембриджского университета, 1985, твердый переплет, ISBN 0-521-25862-6 ,
• ФК Кроуфорд, Берклеевский курс по физике, том Фейл , PWN, Варшава, перевод с Беркли, курс по физике - Том 3 Волны
• Дэвид Холлидей, Роберт Резник , Физика для студентов естествознания Том 2, СОБСТВЕННЫЙ Варшава

Похожие

Комментарии