Işığın maksimum polarizasyonu. Aptallar için ışık kutuplaşması: tanımı, olgunun özü ve özü

1. Işık doğal ve polarizedir.

2. Işığın bir polarizörden geçişi. Malus yasası.

3. Polarize ışık üretme yöntemleri.

4. Optik olarak aktif maddeler tarafından polarizasyon düzleminin dönmesi.

5. Tıbbi ve biyolojik sorunların çözümünde polarize ışığın uygulanması. Polarimetri. Fotoelastisite.

6. Temel kavramlar ve formüller.

7. Görevler.

22.1. Doğal ve polarize ışık

Işık girişimi olgusunu analiz ederek şunu öğrendik: doğal ışık çok büyük sayıların bir koleksiyonudur trenler,çeşitli moleküller (atomlar) tarafından yayılır. çeşitli anlar zaman. Bir doğal ışık ışınında, ışının yayılma yönüne dik olan ışık vektörünün tüm salınım yönleri eşit derecede olasıdır.

Doğal ışık- ışığın yayılma yönüne dik olan ışık vektörlerinin (E) tüm olası eşit olası yönlerine sahip bir dizi elektromanyetik dalga (tren).

doğal Sveta.

Şekil 22.1'de, A O ışınının kesiti, yönüne dik bir düzlemle ve bu kesitteki çeşitli trenlerin ışık vektörlerinin kaotik yönelimiyle gösterilmiştir. Bu bölüme denir normal bölüm.Şekil 22.1'de, B O ışınının kesitini kirişin içinden geçen bir düzlemle gösterir. Bu bölüme denir eksenel Eksenel bölümde yer alan trenlerin ışık vektörleri çizgilerle, bölüme dik trenlerin ışık vektörleri ise noktalarla gösterilmiştir. Nokta ve çizgi sayısı aynıdır.

Pirinç. 22.1. Doğal ışık ışınının iki düzlemdeki kesiti: a - normal kesit; B - eksenel bölüm

Özel cihazlar kullanarak doğal ışıktan - polarizörler- tüm ışık vektörlerinin aynı yönelimine sahip ışık elde etmek mümkündür. Bu tür ışığa denir düzlem polarize.

Düzlem polarize ışık -ışındaki tüm trenlerin ışık vektörlerinin yönelimi aynı olan ışık.

Tüm ışık vektörlerinin bulunduğu düzlem polarize ışık ışınının eksenel kesitine denir. polarizasyon düzlemi.

Aşağıda ışının grafiksel bir temsili bulunmaktadır düzlem polarize Sveta.

Şekil 22.2'de, A gösterilen normalışın kesiti O - tüm ışık vektörleri tek bir düz çizgi boyunca salınır. Şekil 22.2'de, B tüm ışık vektörlerinin bulunduğu eksenel kesiti gösterir (çizgilerle gösterilir) - bu polarizasyon düzlemi.Şekil 22.2'de, V kirişin eksenel kesiti gösterilmiştir, dikışık vektörleri (noktalarla temsil edilir).

İçinde bulunduğu ışık tercihli E ışık vektörünün salınımlarının yönü denir kısmen polarize ışık. Bu ışık karışım doğal ve düzlem polarize ışık.

Şekil 22.3 kirişin grafiksel gösterimini göstermektedir kısmen polarize Sveta.

Pirinç. 22.2. Düzlem polarize ışık ışınının farklı düzlemlere göre kesiti:

a - normal bölüm; b - ışık vektörlerini içeren eksenel bölüm (polarizasyon düzlemi); c - ışık vektörlerine dik eksenel kesit

Pirinç. 22.3. Kısmen polarize ışık ışınının bölümleri: a - normal bölüm; b - düzleminde yer alan ışık vektörlerinin baskın olduğu eksenel bölüm; c - düzlemine dik ışık vektörlerinin baskın olduğu eksenel bölüm

22.2. Işığın polarizörden geçişi. Malus yasası

Doğal ışığı polarize ışığa dönüştürme süreci (kutuplaşma)özel cihazlar - polarizörler kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Polarizör - tamamen veya (daha az yaygın olarak) kısmen polarize ışık üretmek için bir cihaz.

Sadece tamamını dikkate alacağız doğrusal polarizasyon, düzlem polarize ışığın polarizörden çıktığı yer.

Polarizör yalnızca iletir projeksiyonışık vektör e denilen bir düzleme ana düzlem

polarizör. Bu düzlem ışının geliş noktasından geçer ve uzaysal yönelimi polarizasyon cihazı tarafından belirlenir.

Bir analizör kullanarak ışık polarizasyonunun varlığını tespit edebilir ve derecesini belirleyebilirsiniz. Analizör polarizasyon derecesini belirlemek için kullanılan bir polarizördür.

Polarize ışık ışınının yoluna bir analizör yerleştirirseniz ve ışının etrafında döndürürseniz, çıkış ışığının yoğunluğu belirli bir maksimum I0 değerinden sıfıra değişecektir. Analizörden geçen ışığın yoğunluğunu ölçen E.L. Malus aşağıdaki yasaya uyduğunu tespit etti (1810) (Malus yasası):

Burada I0 analizöre gelen ışığın yoğunluğudur; I iletilen ışığın yoğunluğudur; φ, polarizörün ve analizörün ana düzlemleri arasındaki açıdır.

İLE matematiksel nokta Görme açısından Malus yasası, polarizörün yalnızca E ışık vektörünün projeksiyonunu polarizörün ana düzlemine ilettiği anlamına gelir (Şekil 22.4).

Pirinç. 22.4. Polarize ışığın analizörden geçişi (ışın, desen düzlemine diktir)

Polarizöre doğal (polarize olmayan) ışık düşerse, Malus yasası her bir trene uygulanır. Doğal ışıkta ışık vektörlerinin tüm yönleri eşit derecede olasıdır.

22.3. Polarize ışık üretme yöntemleri

Düzlem polarize ışık üreten doğrusal polarizörlerin çoğunun çalışması, üç fiziksel olaydan birine dayanır: çift kırılma, doğrusal dikroizm ve ışığın yansıma ve kırılma sırasında polarizasyonu.

Yansıma ve kırılma yoluyla polarizasyon

Düşerken ışık hüzmesiİki izotropik dielektrik (örneğin hava ve cam) arasındaki arayüzde kısmen yansıtılır ve kısmen ikinci ortama nüfuz eder. Bu durumda her iki ışın da kısmen polarize. Yansıyan ışında, E vektörünün yönleri geliş düzlemine dik olarak baskındır ve kırılan ışında ona paraleldir. Polarizasyon derecesi geliş açısına bağlıdır. Belirli bir geliş açısında yansıyan ışın polarize olacaktır. tamamen, ve kırılan ışının polarizasyon derecesi maksimum olacaktır (Şekil 22.5).

Pirinç. 22.5. Işığın yansıma ve kırılma sırasında polarizasyonu

Bu açıya denir Brewster açısı(i B) ve şu koşula göre belirlenir:

Kırılan ışının polarizasyon derecesi, tekrarlanan kırılmayla önemli ölçüde arttırılabilir. Böylece, bir cam plakadan geçerken kırılan ışının polarizasyon derecesi %15'i geçmez. Ancak üst üste bindirilmiş 16 plakadan oluşan bir yığının içinden geçtikten sonra ortaya çıkan ışık neredeyse tamamen polarize olacaktır.

Böyle bir plaka koleksiyonuna denir Stoletov'un ayağı. Bu yöntemin dezavantajları, ortaya çıkan polarize ışığın düşük yoğunluğunu içerir.

Çift kırılmada polarizasyon

Bir ışık huzmesi bazı anizotropik ortamların arayüzeyinde kırıldığında bu olay gözlemlenir. çift ​​kırılma - kırılan ışın ikiye ayrılır. Bu durumda her iki ışın da tamamen polarize olur.

Birçok kristal, kafeslerinin asimetrisinden dolayı optik anizotropi sergiler (örneğin, İzlanda spar).

Çift kırılma- Işığın kırılma indeksinin polarizasyonuna ve yayılma yönüne bağlı olması nedeniyle bazı anizotropik ortamlardan geçerken bir ışık ışınının çatallanması.

Bir ışın kırılma yasalarına uyar ve denir sıradan bir "o". Başka bir ışın için bu yasalar sağlanmaz ve buna denir. olağanüstü"e". Çift kırılma olgusu Şekil 2'de gösterilmektedir. 22.6.

Çift kırılma ile tamamen polarize edilmiş bir görüntü elde etme görevi

Pirinç. 22.6.Çift kırılma

ışık otomatik olarak çözülür, geriye kalan tek şey ikiışınları vurgulamak bir. Bunun için iki yöntem kullanılır.

1. Nicolas prizması. Bu polarizör (Şekil 22.7), sıradan ve olağanüstü ışınların kırılma indislerinin farklı olduğu İzlanda sparından yapılmıştır: n 0 = 1,65, n e = 1,48. Prizma çapraz olarak kesilir ve Kanada balsamı ile yapıştırılır ve "orta seviye" kırılma indisi n kb = 1,55.

Pirinç. 22.7. Nicolas prizmasındaki ışınların yolu

Prizma yüzeyinde uygun geliş açılarında sıradan ışın“o” Kanada balsamı tabakası üzerinde tam bir iç yansımaya uğrar ve kararmış üst kenar tarafından emilir. Olağanüstü ışın "e" sınırdan geçer ve prizmadan alt yüze paralel olarak çıkar.

2. Dikroizm, polaroidler. Bazı çift kırılımlı kristallerde sıradan "o" ışını, olağanüstü "e" ışınından çok daha güçlü bir şekilde emilir. Bu fenomene denir dikroizm.Örneğin turmalin görünür ışık aralığında dikroizm sergiler. 1 mm kalınlığındaki bir turmalin levhada, görünür ışıkla "o" ışını neredeyse tamamen emilir. Sadece “e” ışını çıkar.

Dikroizmi kullanan polarizörlere denir polaroidler.Şu anda ince filmler şeklinde polaroidler üretmeyi öğrendiler. geniş alan geniş polarize ışık huzmeleri elde etmeyi mümkün kılar. Bu tür filmler, hesap makinesi ekranlarında ve bilgisayar monitörlerinin LCD ekranlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Polaroid gözlükler güneşin su veya kar üzerindeki parlamasını azaltır. Aynı amaçlarla video çekerken polarizasyon filtreleri kullanılır.

22.4. Optik olarak aktif maddeler tarafından polarizasyon düzleminin dönmesi

Polarize ışığın bazı anizotropik ortamlardan geçişine, polarizasyon düzleminin ışığın yayılma yönü etrafında dönmesi eşlik eder. Bu fenomene denir Polarizasyon düzleminin dönüşü. Bu olayın gözlemlendiği maddelere denir Optik olarak aktif. Katı optik olarak aktif maddelerin örnekleri katı kuvars, şeker, zinoberdir.

Polarizasyon düzleminin (a) dönme açısı, optik olarak aktif madde tabakasının (L) kalınlığı ile orantılıdır:

Orantılılık katsayısı α 0 maddenin yapısına bağlıdır ve denir dönüş sabiti(derece/mm). Eğirme yeteneği ışığın frekansına oldukça bağlıdır. Örneğin, 1 mm kalınlığındaki bir kuvars plaka, kırmızı ışığın polarizasyon düzlemini 15°, mor ışığın polarizasyon düzlemini ise 51° döndürür.

Bazı maddelerin çözeltileri aynı zamanda polarizasyon düzlemini döndürme yeteneğine de sahiptir. Örneğin, sulu bir şeker ve glikoz çözeltisi, terebentin, tartarik asit, nikotin. Onlar için dönme açısı aynı zamanda konsantrasyona (C) da bağlıdır:

Burada [α 0 ] - spesifik rotasyon(derece cm2 /g), değeri aşağıdakilere bağlıdır: kimyasal doğaışığın sıcaklığı ve dalga boyuna bağlı olarak çözünen ve çözücü ([α 0 ] ~1/λ 2).

Optik olarak aktif maddeler iki gruba ayrılır. Bunlardan ilkinde optik aktivite, molekülün ne merkezi ne de simetri düzlemleri olan asimetrik yapısıyla ilişkilidir. kiral. Bu durumda maddenin optik aktivitesi her yerde kendini gösterir. toplanma durumları ve çözümler. İkinci grup, optik aktivitesi maddenin kendisinin asimetrik yapısıyla ilişkili olan maddeleri içerir ( kristal kafes).

Optik olarak aktif maddeler şunlar olabilir: sağa dönen Ve Solak. Dekstrorotatör madde polarizasyon düzlemini döndürür saat yönünde(ışına doğru bakarsanız).

pozitif( a> 0). Levorotator madde polarizasyon düzlemini döndürür saat yönünün tersine. Bunun için dönme kapasitesi miktarı olumsuz(α< 0).

Kiral moleküller iki ayna simetrik formda mevcut olabilir: sağ-elli ve sol-elli. Bu iki izomerik forma denir antipodlar. Canlı doğada (en azından Dünya'da) en önemli biyolojik moleküllerin hepsinin mevcut olduğunu bilmek önemlidir. sadece birinde iki olası formlar. Bu nedenle, herhangi bir şekilde diğer antipodlardan yiyecek yaparsak hayvanlar onu özümseyemeyeceklerdir. Bunun nedeni tamamen geometriktir. Tüm kimyasal reaksiyonlar moleküllerin birbirlerine göre uygun şekilde konumlandırılmasıyla başlar. Ancak bundan sonra elektronlarının etkileşimi başlar. Yönleri birbirine uymayan kiral moleküller için bunu başarmak imkansızdır, tıpkı sol eldiveni sağ ele takmanın imkansız olması gibi.

Biyolojik şekerin olduğu bilinmektedir. sağa dönen ve şeker yapıldı kimyasal olarak, sağ ve sol içeren bir karışımdır antipodlar eşit miktarlarda. Bu karışıma denir rasemik. Rasemik karışımlar döndürme kutuplaşma düzlemi, çünkü içlerindeki olumlu ve olumsuz etkiler telafi edilir. Bakteriler sentetik şeker çözeltisine yerleştirilirse, bir süre sonra çözelti hale gelecektir. Solak. Bu, bakterilerin yalnızca dekstrorotatör şeker moleküllerini metabolize ettiği anlamına gelir.

22.5. Tıbbi ve biyolojik sorunları çözmek için polarize ışığın uygulanması

Polarizasyon ve buna bağlı etkiler biyomedikal araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Polarimetri

Polarimetri, ışığın polarizasyon düzleminin dönme miktarının ölçülmesine dayanan, doğal veya manyetik alan kaynaklı optik aktiviteye sahip ortamları incelemek için kullanılan optik bir yöntemdir.

Bu yöntem, kanser teşhisi için serum proteinlerinin optik aktivitesinin belirlenmesinde, kan ve idrardaki şeker seviyelerinin belirlenmesinde, biyofiziksel araştırmalarda ve ayrıca gıda endüstrisinde kullanılır. İlgili ölçüm aletlerine denir polarimetreler veya sakarimetreler(eğer şeker konsantrasyonunu ölçmek için özel olarak uyarlanmışlarsa).

Polarizasyon mikroskobu

Polarizasyon mikroskobu, kondansatörün önüne nesneyi polarize ışıkla aydınlatan bir polarizörün yerleştirilmesiyle geleneksel optik mikroskoptan farklıdır. Analizör, mercek ile göz merceği arasındaki tüpün içine yerleştirilir. Polarizörün ve analizörün ana eksenleri kesişirse, mikroskopta yalnızca bu parçalar görülebilir. biyolojik nesne Polarizasyon düzlemini döndüren. Bu durumda dönme açısı ne kadar büyük olursa gözlenen parçaların parlaklığı da o kadar yüksek olur.

Fotoelastisite

Yaratılan mekanik gerilimler şeffaf gövdeler, optik özelliklerini değiştirme yeteneğine sahiptir: optik olarak izotropik cisimler anizotropik hale gelebilir ve anizotropik cisimler anizotropilerini değiştirebilir. Bu tür olayların kompleksi denir fotoelastisite.

Fotoelastisite olgusu travmatolojide ortaya çıkan mekanik stresi belirlemek için kullanılır. kemik dokusu. Eklemin bir modeli şeffaf bir malzemeden (genellikle pleksiglas) oluşturulur. Çapraz Polaroidler halinde boşaltıldığında bu model homojendir ve karanlık görünür. Kemiğin maruz kaldığına benzer mekanik stres altında gerçek koşullar, sonuç olarak modelin anizotropisi ortaya çıkar - Polarizasyon düzleminin dönüşü. Dönme açısı mekanik stresle orantılıdır. Bu durumda, karakteristik bir şerit ve nokta deseni ortaya çıkar. Bu resimden ve yük arttığında veya azaldığında meydana gelen değişikliklerden, modelde ve dolayısıyla gerçek bağlantıda ortaya çıkan mekanik gerilimler hakkında sonuçlar çıkarılabilir.

22.6. Temel kavramlar ve formüller

Tablonun devamı

Tablonun sonu

22.7. Görevler

1. Neden açı eşittirφ polarizör ve analizörün ana düzlemleri arasında, eğer polarizör ve analizörden geçen doğal ışığın yoğunluğu 4 kat azalırsa?

2. Işık, çözelti içeren bir tüpten geçtiğinde, polarizasyon düzleminin dönme açısı α = 22° ise, şeker çözeltisinin özgül dönüşünü [α 0] belirleyin. Tüpün uzunluğu L = 10 cm, çözeltinin konsantrasyonu C = 0,33 g/cm3'tür.

3. Dalga boyu λ = 509 nm olan ışığın polarizasyon düzleminin dönme açısının α = 180°'ye eşit olduğu kuvars levhanın L kalınlığını belirleyin. Bu dalga boyu için kuvarstaki dönme sabiti α 0 = 29,7 derece/mm'dir.

4. L = 20 cm uzunluğundaki bir tüpe dökülen şeker çözeltisi, ışığın polarizasyon düzlemini (λ = 0,5 μm) a = 30° açıyla döndürür. Bu dalga boyu için şeker çözeltisinin neden olduğu spesifik dönüş [α 0] = 6,67 derece*cm2/g ise çözeltideki şeker konsantrasyonunu bulun.

5. Bir sakarimetre küvetine dökülen C1 = 0,28 g/cm3 konsantrasyonuna sahip bir glikoz çözeltisi, ışık polarizasyon düzlemini a 1 = 32°'lik bir açıyla döndürür. Çözelti polarizasyon düzlemini bir açıyla döndürüyorsa, aynı uzunluktaki bir küvetteki C2 glikoz konsantrasyonunu belirleyin

6. Güneş ışığı ufkun üzerinde hangi yükseklikte göl yüzeyinden düzlem polarize bir şekilde yansır? Görünür ışık bölgesindeki suyun kırılma indisi n = 1,33'tür.

Işığın emilmesi. Çerenkov-Vavilov etkisi

1. Işık dalgalarının kesiti ve ışığın polarizasyon türleri

1.1. Doğrusal polarizasyon

1.2. Kısmen polarize ışık. Polarizasyon derecesi

1.3. Eliptik ve dairesel polarizasyon

2. Malus Yasası

3. Işığın yansıma üzerine polarizasyonu. Brewster Yasası

4. Kristal optiğin unsurları. Çift kırılma

5. Anizotropi çift kırılmanın nedenidir

6. Dikroizm

7. Nicolas Prizması

8. Yapay çift kırılma

9. Polarizasyon düzleminin dönüşü. Polarimetri

10. Polarizasyon uygulaması: LCD monitör

11. Polarize ışığın girişimi

12. Işık dağılımı olgusu. Bir maddenin dispersiyonu. Normal ve anormal dağılım

13. Lorentz dağılım teorisi. Işık emilimi ve anormal dağılım arasındaki ilişki

14. Işık emilimi. Bouguer yasası

15. Çerenkov-Vavilov etkisi

1. Işık dalgalarının kesiti ve ışığın polarizasyon türleri

Maxwell teorisinin bir sonucu, ışık dalgalarının enineliğidir: dalganın elektrik ve manyetik alanlarının yoğunluk vektörleri karşılıklı olarak diktir ve dalga hızı vektörüne dik olarak salınır (Şekil 19.1). Polarizasyon göz önüne alındığında, tüm argümanlar genellikle elektrik alan kuvveti vektörünün (ışık vektörü) salınım düzlemi ile ilişkilidir, çünkü ışığın madde üzerindeki kimyasal, fizyolojik ve diğer türleri esas olarak elektriksel titreşimlerden kaynaklanır.

Bireysel bir temel yayıcıdan (atom, molekül) gelen elektromanyetik dalga her zaman polarizedir. Sıradan kaynakların yaydığı ışıkta, ışına dik olarak çeşitli yönlerde meydana gelen titreşimler vardır. Çeşitli temel yayıcılardan (atomlardan) yayılan bu tür ışık dalgalarında, vektörlerfarklı yönelimlere sahiptir ve tüm bu yönelimler eşit derecede olasıdır, vadesi gelen Büyük bir sayı atom yayıcılar Bu tür ışığa denir doğal, veya polarize olmayan(Şekil 19.2) .

1.1. Doğrusal polarizasyon

Doğal ışık ikisinin üst üste binmesi olarak düşünülebilir. tutarsız karşılıklı dik düzlemlerde doğrusal olarak parlatılmış eşit yoğunluktaki dalgalar (Şekil 19.6). Bundan ideal bir Polaroid'den geçerken doğal ışığın yarı yarıya azaldığını anlıyoruz:

1.2. Kısmen polarize ışık. Polarizasyon derecesi

Doğal ışık ideal olmayan bir Polaroid'den geçtiğinde, ışık kısmen polarize olur, yani ışık vektörü olası tüm yönlerde salınır, ancak baskın bir salınım yönü vardır. Kısmen polarize ışık, doğal ve doğrusal olarak polarize edilmiş ışınların bir üst üste binmesi (Şekil 19.7, a) veya karşılıklı dik düzlemlerde farklı yoğunluklara sahip iki tutarsız doğrusal olarak polarize ışının üst üste binmesi olarak temsil edilebilir (Şekil 19.7, b).

.

Analizörün ana düzlemini 900 açıyla döndürerek, polarize bileşen geçmeyeceğinden çıkışta minimum yoğunluğu elde ederiz:

Polarizasyon derecesi R kısmen polarize ışığa denir

, (19.2)

Polarizasyon derecesi böylece toplam ışık yoğunluğunun polarize bileşeninin oranını gösterir.

1.3. Eliptik ve dairesel polarizasyon

Eksen boyunca yayılan iki tutarlı düzlem polarize ışık dalgasını düşünün X salınım düzlemleri karşılıklı olarak dik olan. Eksen boyunca bir dalgadaki salınımların oluşmasına izin verin sen, ikincisinde – eksen boyunca z(Şekil 19.8). Bu dalgaların ışık vektörlerinin karşılık gelen eksenlere izdüşümleri yasaya göre değişir:

(19.3)

https://pandia.ru/text/78/081/images/image018_7.png" width="27 height=29" height="29"> değerleri, ortaya çıkan ışık vektörünün sonunun koordinatlarını temsil eder. Değişken hariç T, şunu elde ederiz:

. (19.4)

Genel olarak bu bir elipsin denklemidir. yani iki tutarlı Titreşim düzlemleri karşılıklı olarak dik olan düzlemsel polarize ışık dalgaları üst üste bindirildiğinde bir dalga üretir: ışık vektörü (vektör) zamanla değişir, böylece sonu bir elipsi tanımlar. Bu tür ışığa denir eliptik olarak polarize.

https://pandia.ru/text/78/081/images/image021_6.png" width="59" height="19"> elips düz bir çizgiye dönüşür ve düzlemsel polarize ışık elde edilir..png" genişlik ="17" yükseklik = "23 src = "> ayırt et sağ ve sol eliptik ve dairesel polarizasyon. Şekil 19.8'de polarizasyon sol yönlüdür (vektörün ucu ışına doğru bakıldığında saat yönünde döner), 19.9 ve 19.10'da ise sağ yönlüdür.

Ana düzlemleri φ açısını oluşturan doğal ışın yoluna iki polarizör yerleştirelim (Şekil 19.11). Polarizör doğal ışının yönü etrafında döndürüldüğünde, iletilen düzlem-polarize ışığın yoğunluğu aynı kalır, yalnızca cihazdan çıkan ışığın salınım düzleminin yönelimi değişir.

İzin vermek e 0 – analizördeki bir dalga olayının salınımlarının genliği. Bu salınımı, genlikleriyle aynı fazda meydana gelen, karşılıklı olarak dik iki salınım halinde ayrıştıralım: https://pandia.ru/text/78/081/images/image025_5.png" width="28" height="25 src = "> – ona dik (Şekil 19.11).

; (19.5)

https://pandia.ru/text/78/081/images/image028_6.png" width = "13" height = "19 src = ">~, yani (19.5)'ten şunu elde ederiz:

veya yoğunluk için BEN analizörden geçen dalga:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image032_7.png" genişlik = "618" yükseklik = "385">
BEN0 – analizördeki doğrusal polarize dalga olayının yoğunluğu, φ – analizörün ana düzlemi ile analizöre gelen dalganın salınım düzlemi arasındaki açı.

Veya: φ – polarizörün ve analizörün ana düzlemleri arasındaki açı.İlişki (19.6) denir Malus yasası.

Doğal ışıkta φ'nin tüm değerleri eşit derecede olasıdır. Bu nedenle polarizörden geçen ışığın oranı ortalama değere eşit olacaktır. , yani ½ (bkz. (19.1)):

İkinci polarizörden (analizör) çıkan ışığın yoğunluğu şuna eşittir:

. (19.7)

https://pandia.ru/text/78/081/images/image043_6.png" width = "123" height = "52 src = ">. (19.8)

Brewster açısında iki dielektrik arasındaki arayüze ışık düşerse ilişki (19.8) ile belirlenirse, yansıyan ışın tamamen doğrusal olarak polarize olur ve kırılan ışın kısmen polarize olur, ancak diğer geliş açılarıyla maksimum düzeyde karşılaştırılır (Şekil 19.13). Bu durumda yansıyan ve kırılan ışınlar birbirine diktir.

Kırılma yasasını yazalım:

. (19.9)

(19.8)'den şu sonuç çıkar:

(19.9) ile karşılaştıralım ve elde edelim

https://pandia.ru/text/78/081/images/image047_5.png" genişlik = "100" yükseklik = "32 src = ">,

bundan kırılan ışının yansıyan ışına dik olduğu sonucu çıkar (Şekil 19.13).

Brewster açısına geldiğinde yansıtılan ışının neden doğrusal olarak polarize olduğunu açıklamak için, yansıyan ışığın, ikinci ortamdaki yüklerin (elektronlar) etkisi altında salınan ikincil dalgaların emisyonunun sonucu olduğunu dikkate alıyoruz. Gelen dalganın elektrik alanı. Bu salınımlar gelen dalganın salınımları yönünde meydana gelir.

İkinci ortamdaki vektör salınımlarını karşılıklı olarak iki dik salınımlara ayıralım: Şekil 19.13'te, geliş düzlemindeki salınımlar oklarla (↔), dik - noktalarla ( ∙ ). Brewster açısında ışık gelişi durumunda, yansıyan ışın kırılan ışına diktir, dolayısıyla birinci bileşenin (↔) salınımlarına paraleldir. İtibaren elektromanyetik teori Maxwell salınımın olduğunu biliyor elektrik şarjı Hareket yönü boyunca elektromanyetik dalgalar yaymaz. Bu nedenle, yansıyan ışın boyunca bir dielektrik içinde salınan (↔) tipi bir yayıcı yayılmaz. Böylece yansıyan ışın yönünde ( tipi yayıcılar tarafından gönderilen ışık) ∙ ), salınım yönleri geliş düzlemine dik olan.

4. Kristal optiğin unsurları. Çift kırılma

Tek eksenli kristaller olarak adlandırılan kristaller, sıradan ve olağanüstü ışınların ayrılmadan ve aynı hızda yayıldığı bir yöne sahiptir. Bu yöne denir kristalin optik ekseni. Optik eksenin kristaldeki bir noktadan geçen düz bir çizgi değil, kristaldeki belirli bir yön olduğu unutulmamalıdır. Bu yöne paralel herhangi bir düz çizgi kristalin optik eksenidir.

Optik eksenden geçen her düzleme denir ana bölüm veya ana düzlem kristal. Genellikle ışık ışınının içinden geçen ana bölüm kullanılır.

Sıradan ve sıra dışı her iki ışın da karşılıklı dik yönlerde tamamen polarize edilmiştir (bkz. Şekil 19.15). Sıradan bir ışının salınım düzlemi kristalin ana bölümüne diktir. Olağanüstü bir ışında, ana kesite denk gelen bir düzlemde vektör salınımları meydana gelir.

5. Anizotropi çift kırılmanın nedenidir

Çift kırılma kristallerin anizotropisi ile açıklanmaktadır. Kübik olmayan bir sistemin kristallerinde, elektrik alan kuvvet vektörünün yönüne bağımlılık, özellikle dielektrik sabiti ε..png" width=20 height=28" height=28"> ile ortaya çıkar ve Diğer yönlerde ε orta değerlere sahiptir.

Çünkü

O anizotropiden ε şu şekildedirfarklı yönlerde vektör salınımlarına sahip elektromanyetik dalgalar https://pandia.ru/text/78/081/images/image002_22.png" width="17" height="23 src=">.

Sıradan bir ışında, ışık vektörünün salınımları kristalin ana bölümüne dik bir yönde meydana gelir (Şekil 19.15 ve 19.16'da bu salınımlar karşılık gelen ışın üzerindeki noktalarla gösterilmektedir). Bu nedenle, sıradan bir ışının herhangi bir yönü için (Şekil 3..png" width=82" height=53">. (19.11)

Hızı tasvir etme sıradan farklı yönlere yerleştirilmiş bölümler şeklinde ışın elde ederiz küresel yüzey. Kristalin 0 noktasına bir nokta yerleştirildiğini düşünelim. O zaman oluşturduğumuz küre, kristaldeki sıradan ışınların dalga yüzeyi olacaktır.

dalgalanmalar olağanüstüışın ana bölümde gerçekleştirilir. Bu nedenle, farklı ışınlar için vektör salınımlarının yönleri (Şekil 19.16'da bu yönler çift taraflı oklarla gösterilmiştir) optik eksenle farklı açılar oluşturur. Kiriş 1 için açı π/2'ye eşittir, bunun sonucunda hız eşittir

ışın 2 için açı sıfırdır ve hız

Işın 3 için hızın bir ara değeri vardır:

Böylece olağanüstü ışınların dalga yüzeyi bir devrim elipsoididir. Kristalin optik ekseni ile kesişme noktalarında küre ve elipsoid temas halindedir - bu yönde her iki ışının hızları aynıdır.

Hangi hıza bağlı olarak veya https://pandia.ru/text/78/081/images/image060_3.png" width = "60" height = "25"> ().

Şekil 19.17'deki dalga yüzeylerini kullanarak, bir kristaldeki sıradan ve sıra dışı ışınlar için, kristal yüzeyinde ışının normal gelişi ile bir dalga cephesi oluşturmak mümkündür (Şekil 19.18). Huygens prensibi kullanılır: Dalganın düştüğü kristal noktalarının kendisi de dalga kaynağıdır. Dalga cephesinin yeni konumu ikincil dalga cephelerinin zarfıdır. Işının yönü, ikincil dalganın önü ile zarf arasındaki temas noktasıyla bulunur.

6. dikroizm

Işınlardan birinin, örneğin sıradan birinin, belirli bir dalga boyu aralığında diğerinden çok daha güçlü bir şekilde emildiği çift kırılımlı kristaller vardır. Işık emiliminin polarizasyonuna bağımlılığına dikroizm denir. Pratikte doğrusal polarize ışığın kolayca elde edilmesini ve yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılan dikroizm olgusudur.

Turmalin kristali görünür ışınlarda çok güçlü bir dikroizmaya sahiptir. İçinde sıradan bir ışın 1 mm uzunluğunda neredeyse tamamen emilir. Tek kristalli turmalin plakaya dayanan dikroik polarizörler, esas olarak gerekli boyutta kristallerin elde edilmesiyle ilgili zorluklar nedeniyle yaygın kullanım alanı bulamamıştır.

Başka bir dikroik polarizör türünün daha popüler olduğu ortaya çıktı - yirminci yüzyılın 20'li yıllarında icat edilen sözde film polaroidleri. Bunlar anizotropik moleküller veya mikro kristaller ile emprenye edilmiş anizotropik polimer filmlerdir. Isıtılmış ve yumuşatılmış durumda çok uzun, doğrusal uzatılmış polimer makromoleküllerinden oluşan bir polimer filmi mekanik gerilmeye tabi tutulursa, polimer molekülleri uzun eksenleri ile gerilme yönü boyunca yönlendirilir ve böylece film anizotropik hale gelir. Molekülleri şekil olarak anizotropik olan ve yüksek dikroizme sahip olan bir madde, örneğin iğne şeklindeki herapatit mikrokristalleri (iyot ve kinin tuzu) polimer içinde çözülürse, polimer moleküllerinin sıralı, yönlendirilmiş matrisi de yönlendirilir. safsızlık molekülleri. Bu kristallerde ışınlardan biri yaklaşık 0,1 mm'lik bir yol boyunca emilir.

Polaroidler bu şekilde yapılır Yüksek kalite ve yeterli büyük beden geniş bir spektral bölge için tasarlanmıştır (örneğin, görünür dalga boyu aralığının tamamı). Seri üretim için yeterince ucuzdurlar ve ışık polarizasyonunun birçok pratik uygulaması onlardan kaynaklanmaktadır.

7. Nicolas Prizması

Çift kırılma, doğrusal polarize ışık üreten bir cihaz olan Nicolas prizmasının (Şekil 19.19) tasarımında kullanılır. yüksek derece kutuplaşma. İki özdeş İzlanda direk prizmasından birbirine yapıştırılmıştır. Aralarındaki katman, yüksek şeffaflığa sahip renksiz bir reçine olan Kanada balsamıdır. Kanada balzamının () kırılma indeksinin değeri, sıradan () ve olağanüstü () ışınlar için sparın kırılma indeksi değerleri arasında yer alır:

Prizmanın ön yüzüne düşen doğal polarize olmayan ışık, sıradan ve olağanüstü olmak üzere iki doğrusal polarize ışına bölünür. Daha güçlü bir şekilde kırılan sıradan bir ışın, balsam tabakasına belirli bir açıyla düşer. daha fazla açı toplam iç yansıma, tamamen balsam tabakasından yansır ve ikinci prizmaya geçmez, prizmanın kararmış yan yüzü tarafından emilir. Olağanüstü olan ikinci ışın, daha az yoğun bir ortamdan optik olarak daha yoğun bir ortama geldiğinden bu arayüzde tam yansımayı hiçbir şekilde deneyimleyemez (DIV_ADBLOCK36">

8. Yapay çift kırılma

Çift kırılma, şeffaf izotropik cisimlerde ve çeşitli etkilerin etkisi altında kübik sistemin kristallerinde meydana gelebilir: güçlü homojen elektriksel (Kerr etkisi) veya manyetik alan ve ayrıca gövdelerin mekanik deformasyonları ile. Ortaya çıkan optik anizotropinin bir ölçüsü, sıradan ve sıra dışı ışınların kırılma indislerindeki fark olabilir. Deneyimler bu farkın alan gücünün (elektrik veya manyetik) karesiyle orantılı olduğunu göstermektedir:

;

,

veya mekanik stres σ Vücudun belirli bir noktasında (yani birim alan başına kuvvet):

. (19.12)

Bir cam tabak yerleştirin Q arasında çapraz polarizörler R Ve R"(Şekil 19.20). Cam deforme olmadığı sürece böyle bir sistem ışığı iletmez. Camın deformasyona uğraması (örneğin tek taraflı sıkıştırma) durumunda ışık sistemden geçmeye başlar ve iletilen ışınlarda gözlenen desen renkli şeritlerle noktalanır. Bu tür şeritlerin her biri, plakanın eşit derecede deforme olmuş alanlarına karşılık gelir. Sonuç olarak, şeritlerin düzeninin doğası gereği, plaka içindeki gerilim dağılımı değerlendirilebilir.

Tabanın yapay çift kırılması hakkındaStresleri incelemek için optik bir yöntem geliştiriliyor. Çapraz polarizörlerin arasına şeffaf izotropik malzemeden (örneğin selüloit veya pleksiglas) yapılmış bir parça veya yapının modeli yerleştirilir. Model, ürünün kendisinin maruz kalacağı yüklere benzer yüklere maruz kalır. İletilen beyaz ışıkta gözlenen desen, gerilimlerin dağılımını belirlemenin yanı sıra bunların büyüklüğünü de değerlendirmeyi mümkün kılar (Şekil 19.21a). Yük altında şeffaf cisimlerde optik anizotropinin ortaya çıkmasına ne ad verilir? fotoelastisite.

Araştırmanın amacı herhangi bir şeffaf plastik cetvel, tabak vb. Olabilir (Şekil 19.21, b ve c). Çapraz Polaroidlerde gözlemlendiğinde çok güzel renk desenleri gözlemlenebiliyor. Bu desenler, artık gerilimlerin olduğu köşeler ve kenarlar, dikişler ve deliklerin yakınında yoğunlaşma eğilimindedir.

9. Polarizasyon düzleminin dönüşü. Polarimetri

Işığın polarizasyon düzlemini döndürebilen maddelere optik olarak aktif denir.. Bunlar şunları içerir: kristal cisimler(kuvars, zinober vb.), saf sıvılar (terebentin, nikotin vb.) ve belirli maddelerin çözeltileri ( sulu çözeltilerşeker, glikoz, tartarik asit vb.). Polarizasyon düzleminin rotasyonunun ölçülmesi, birçok endüstriyel alanda popüler bir analitik yöntem haline gelmiştir.

Kuvars gibi kristal maddeler, ışık kristalin optik ekseni boyunca yayıldığında polarizasyon düzlemini en güçlü şekilde döndürür. Dönme açısı yolla orantılıdır ben kristaldeki ışın tarafından geçildi:

. (19.13)

Katsayı denir dönüş sabiti.

Çözümler için J. Biot (1831) aşağıdaki modelleri keşfetti: polarizasyon düzleminin dönme açısı, yolla orantılıdır bençözüm ve konsantrasyonda ışın İLEÇözeltideki aktif madde:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image082_4.png" genişlik = "27" yükseklik = "24 src = "> – spesifik rotasyon. Maddenin doğasını karakterize eder ve maddenin doğasına ve sıcaklığa bağlıdır. Spesifik rotasyon dalga boyunun karesiyle ters orantılıdır: ~bu nedenle polarize ışık, optik olarak aktif bir madde çözeltisinden geçirildiğinde, farklı uzunluklardaki dalgaların polarizasyon düzlemleri farklı açılarda dönecektir. Analizörün konumuna bağlı olarak farklı renkteki ışınlar içinden geçer. Bu olaya rotasyonel dağılım denir.

20°C'de ve λ=589 nm'de şekerin spesifik rotasyonu şöyledir: . Sarı ışınlar için (λ=589 nm) kuvars dönme sabiti: α=21,7 derece/mm ve mor ışınlar için (λ=404,7 nm) α=48,9 derece/mm.

Araştırmalar, doğal olarak aktif maddelerde ışığın polarizasyon düzleminin dönme fenomeni için bir açıklamanın, elektromanyetik bir ışık dalgasının, yalnızca sonlu boyutlar da olsa, moleküller veya madde atomları ile etkileşiminin genel problemi dikkate alınarak elde edilebileceğini göstermiştir. Moleküllerin yapısı ve yapısı dikkate alınır. Bu görev çok zordur. Bir zamanlar O. Fresnel (1817) bu fenomenin bir tanımını sunarak onu özel bir çift kırılma türüne indirgedi. Fresnel'in mantığı, ışığın aktif maddelerdeki yayılma hızının, sol ve sağ dairelerde polarize olmuş dalgalar için farklı olduğu hipotezine dayanmaktadır. Düzlem polarize bir dalgayı, aynı genlik ve periyotlarla sağa ve sola dairesel olarak polarize edilmiş iki dalganın üst üste binmesi olarak hayal edelim. Her iki vektör ve https://pandia.ru/text/78/081/images/image088_3.png" align=left" width="298" height=290">Her iki dalganın da yayılma hızları şu olursa: eşit değilse, o zaman Maddeden geçerken vektörlerden biri veya https://pandia.ru/text/78/081/images/image002_22.png" width="17 height=23" height="23" >, orijinal düzleme göre dönecektir R(Şekil 19.23, 6).

Farklı dairesel polarizasyon yönleriyle ışık hızlarındaki fark, moleküllerin asimetrisinden (Şekil 19.24, a) veya bir kristaldeki atomların asimetrik düzenlenmesinden (Şekil 19.24, b) kaynaklanır. Sağda gösterilen moleküller (kristaller) aynadaki görüntü solda gösterilen moleküller (kristaller). Ne bir simetri merkezi ne de bir simetri düzlemi vardır ve herhangi bir dönme veya hareketle mekansal olarak birbirleriyle birleştirilemezler. Saf optik izomerlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri tamamen aynıdır. Ancak "sol" ve "sağ" izomerler polarizasyon düzlemini döndürür. zıt taraflar. Her iki modifikasyon için spesifik dönüş değerleri yalnızca işaret bakımından farklılık gösterir.

Ayrıca optik izomerlerin fizyolojik ve biyokimyasal etkileri de çoğunlukla tamamen farklıdır. Dolayısıyla canlı doğada proteinler, amino asitlerin solak optik izomerlerinden oluşur (20 hayati amino asitten 19'u optik olarak aktiftir). Sağ-elli amino asitlerden yapay olarak sentezlenen proteinler vücut tarafından emilmez; ve "sol" nikotin "sağ" nikotinden birkaç kat daha zehirlidir. Optik izomerlerin yalnızca bir formunun baskın rolüne ilişkin şaşırtıcı bir olgu biyolojik süreçler Dünyadaki yaşamın kökenlerini ve evrimini aydınlatmak açısından temel öneme sahip olabilir.

10. Polarizasyon uygulaması: LCD monitör

LCD matrisinin her pikseli, iki şeffaf elektrot ve polarizasyon düzlemleri dik olan iki polarizasyon filtresi arasındaki bir molekül katmanından oluşur (Şekil 19.25). Gerilimin yokluğunda kristaller sarmal bir yapıda sıralanır (Şekil 19.26). Bu yapı, ışığın polarizasyon düzlemini 900 derece döndürür, böylece ışık ikinci polarizasyon filtresinden neredeyse hiç kayıp olmadan geçer (Şekil 19.27a).

Elektrotlara voltaj uygulandığında moleküller elektrik alanı yönünde sıralanma eğilimi gösterir ve bu da vida yapısını bozar. Bu durumda elastik kuvvetler bunu etkisiz hale getirir ve voltaj kesildiğinde moleküller orijinal konumlarına geri döner.

Renkli ekranlarda işler daha da karmaşıklaşıyor. Burada, her biri mavi, kırmızı veya yeşil renkli bir filtre bölümünün üzerinde yer alan üç bağımsız hücreden bir piksel oluşturulur. Böylece piksel sayısı monokrom bir panele göre üç kat artar. Renkli bir ekranda, üçlüyü oluşturan her pikselin parlaklık dereceleri, renkleri "karıştırmak" için kullanılır.

11. Polarize ışığın girişimi

Bir ışın demetinin kristal bir plaka üzerine normal gelişiyle optik eksen sen Kırılma yüzeyine paralel olan sıradan ve olağanüstü ışınlar aynı yönde fakat farklı hızlarda hareket eder. Böyle bir plaka kalınlığına izin verin D genlikli bir düzlem polarize ışın geliyor elektrik vektör e 0, polarizasyon düzlemi OO' plakasının ana bölümünün düzlemi ile φ açısı yapar. Daha sonra plakada hem sıradan (o) hem de olağanüstü (e) ışınlar görünecek (Şekil 19.28) ve tutarlı olacaklar. Plakada oluştukları anda aralarındaki faz farkı sıfırdır ancak ışınlar plakaya girdikçe bu fark artacaktır. Bu faz farkını hesaplayalım.

Optik yol farkı Δ, sıradan ve sıra dışı ışınların optik yol uzunlukları arasındaki farka eşittir:

Dolayısıyla her iki ışın arasındaki faz farkı eşittir

https://pandia.ru/text/78/081/images/image096_1.png" width = "16" height = "20 src = "> – boşluktaki dalga boyu.

12. Işık dağılımı olgusu. Bir maddenin dispersiyonu. Normal ve anormal dağılım

Gökkuşağına hayranlıkla bakarken ışık dağılımı olgusu herkes tarafından gözlemlendi (Şekil 19.32). Görünümü, ışınların su damlacıklarındaki toplam iç yansımasından ve aynı zamanda kırılma indisinin dalga boyuna bağımlılığı..png" genişlik = "68" yükseklik = "25">.

Işık dağılımı, bir maddenin kırılma indisinin frekansa (veya dalga boyuna) bağımlılığıdır.ben ) ışık veya faz hızı https://pandia.ru/text/78/081/images/image109_3.png" genişlik = "68" yükseklik = "25">.

isminde maddenin dağılımı, kırılma indisinin dalga boyuna göre ne kadar hızlı değiştiğini gösterir. İki tür dağılım vardır: normal(D<0), при которой показатель преломления монотонно увеличивается с ростом частоты; и anormal(D>0), burada kırılma indisi artan frekansla birlikte azalır. Spektrumun görünür kısmındaki tüm şeffaf, renksiz maddeler için dağılım normaldir (Şekil 19.34'teki 1-2 ve 3-4 bölümleri). Bir madde belirli bir dalga boyu (frekans) aralığında ışığı emerse, o zaman emme bölgesinde dispersiyonun anormal olduğu ortaya çıkar (Şekil 19.34'ün 2-3 bölümü).

13. Lorentz dağılım teorisi. Işık emilimi ve anormal dağılım arasındaki ilişki

Maxwell'in elektromanyetik teorisinden bilinmektedir ki faz hızı elektromanyetik dalgalar eşittir

Nerede C -ışığın boşluktaki hızı; e – ortamın dielektrik sabiti; M – ortamın manyetik geçirgenliği. Çoğu şeffaf ortam için M=1 dolayısıyla,

Ancak son ilişkide bazı çelişkiler ortaya çıkıyor: 1) N – değişken miktar, A e – belirli bir madde için sabit; 2) değerler N deneysel değerlere katılmıyorum; örneğin su için n≈ 1.33, bir e=81.

Dağılımın Maxwell'in elektromanyetik teorisi açısından açıklanmasının zorlukları Lorentz'in elektronik teorisi ile ortadan kaldırılmıştır. Lorentz'in teorisinde ışığın yayılması, elektromanyetik dalgaların madde ile etkileşimi sonucu olduğu düşünülmektedir. Bir atomdaki elektronların hareketi yasalara uyar Kuantum mekaniği. Özellikle bir atomdaki elektronun yörüngesi kavramı tüm anlamını yitirmektedir. Bununla birlikte, Lorentz'in gösterdiği gibi, birçok optik olayın niteliksel olarak anlaşılması için kendimizi atomların ve moleküllerin içindeki yarı elastik olarak bağlı elektronların varlığı hipoteziyle sınırlamak yeterlidir. Denge konumlarından çıkarıldıktan sonra bu tür elektronlar salınmaya başlayacak ve salınım enerjilerini yavaş yavaş elektromanyetik dalgaların emisyonu nedeniyle kaybedeceklerdir. Sonuç olarak salınımlar sönümlenecektir. Sönümleme, hıza orantılı bir "sürtünme kuvveti" uygulanarak dikkate alınabilir.

Elektrik alan kuvveti vektörünün yasaya göre değiştiği bir elektromanyetik dalga:

, (19.20)

Bir maddeden geçen her elektrona bir kuvvetle etki eder:

, (19.21)

Nerede e 0 – dalganın elektrik alan kuvvetinin genliği.

Newton'un ikinci yasasına dayanarak elektron salınımlarının diferansiyel denklemini yazabiliriz:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image120_3.png" width = "76" height = "48">. Kuvvetin (19.21) etkisi altında, elektron zorunlu salınımlar gerçekleştirir:

, (19.23)

genlik A ve j fazı aşağıdaki formüllerle belirlenir:

; https://pandia.ru/text/78/081/images/image108_3.png" width="15" height="16">, boşluktaki dalga hızından farklıdır..png" width="15" height= " 16"> ω'dan itibaren.

Hesaplamaları basitleştirmek için, öncelikle radyasyona bağlı zayıflamayı (β=0) ihmal edeceğiz, ardından (19.24)'ten şunu elde edeceğiz:

; https://pandia.ru/text/78/081/images/image126_3.png" genişlik = "195" yükseklik = "56">.

(19.20) dikkate alındığında:

.

Elektronların denge konumlarından yer değiştirmesi sonucunda molekül elektriksel bir özellik kazanacaktır. dipol momenti:

. (19.26)

Burada bir maddenin her atomunun (veya molekülünün) birden fazla atomdan oluşan bir sistem olarak düşünülebileceği varsayılmaktadır. harmonik osilatörler– farklı etkin yüklere sahip yüklü parçacıklar Q ben ve kitleler M i, kendi sönümsüz salınımlarının frekansları https://pandia.ru/text/78/081/images/image130_3.png" width = "297" height = "65 src = ">'ye eşittir. (19.27)

Bir maddenin dielektrik sabiti dielektrik duyarlılığıyla ilgilidir:

ve polarizasyon vektörünün büyüklüğü:

daha sonra (19.19), (19.27-19.29)'dan:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image129_3.png" genişlik = "29" yükseklik = "25">, miktar (19..png" genişlik = "29" yükseklik = "25" >.png" width = "29" height = "25">.png" width = "29" yükseklik = "25">. Fonksiyonun bu davranışı, zayıflamayı ihmal etmemizden kaynaklanmaktadır: β=0 olarak ayarladık. β, sıfırdan farklı olduğunda, fonksiyon (19.30), ω'nin tüm değerleri için sonlu kalır. Şekil 19.35, sönüm (noktalı çizgi) ve bağımlılığı hesaba katmadan fonksiyonun (19.30) seyrini gösterir. N 2=F(ω) zayıflama dikkate alınarak (katı eğri). Geçtikten sonra

Böylece elektronların doğal frekanslarına yakın frekans bölgelerinde anormal dağılım meydana gelir, diğer bölgelerde ise normaldir. Anormal dağılım bölgeleri rezonans bölgeleridir. İtici kuvvetten (19.21) kaynaklanan rezonans ile genlik zorunlu salınımlar maksimum, bu sisteme giren enerjinin maksimum oranda olmasını sağlar, ışık dalgası emilir. Bu nedenle anormal dağılım bölgeleri, rezonans doğaları nedeniyle soğurma bölgeleridir. Şekil 19.36'daki noktalı eğri, maddenin ışık emme katsayısının seyrini göstermektedir.

Geçen yüzyılın başında sodyum buharındaki anormal dağılım üzerinde çalıştı. Anormal dispersiyonu ölçmek için kanca yöntemi adı verilen bir yöntem önerdi. Yöntem, sodyum buharının çift emme bandı yakınındaki kırılma indeksindeki değişikliği yansıtan girişim saçaklarının karakteristik bükülmesi nedeniyle bu adı almıştır (Şekil 19.37). Kancalar, interferometredeki sodyum buharından geçen ışınların yollarındaki farklılıktan dolayı elde edilir.

Lorentz dispersiyonunun temel teorisi, normal ve anormal dispersiyonun yanı sıra farklı frekanslarda ışık absorpsiyonunun seçiciliğini, yani absorpsiyon bantlarının varlığının gerçeğini açıklamayı mümkün kıldı. Ancak bant yoğunlukları arasındaki fark klasik teori Açıklamak imkansız. Işığın soğurulması esas olarak kuantum niteliğindedir.

14. Işık emilimi. Bouguer yasası

Işığın bir maddeden geçtiğinde yoğunluğunun azaldığı deneylerden bilinmektedir. Işık emilimi, bir ışık dalgasının madde içinde yayılması sırasında enerjisinde bir azalma olgusudur; bu, dalga enerjisinin enerjiye dönüştürülmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. içsel enerji maddelere veya başka biriyle ikincil radyasyon enerjisine spektral bileşim ve dağıtım yönleri. Işığın emilmesi, bir maddenin ısınmasına, atomların veya moleküllerin uyarılmasına ve iyonlaşmasına, fotokimyasal reaksiyonlara ve maddedeki diğer işlemlere neden olabilir.

18. yüzyılda Bouguer deneysel olarak, Lambert ise teorik olarak ışığın soğurulması yasasını oluşturdu. Işık, soğurucu ortamın ince bir tabakasından şu yönde geçtiğinde Xışık yoğunluğunda azalma dI yoğunluğun kendisi ile orantılı BEN ve geçirilen katmanın kalınlığı dx(Şekil 19.38):

. (19.31)

“-” işareti yoğunluğun azaldığını gösterir. (19.31)’deki orantı katsayısına denir doğal emilim oranı (emme katsayısı) çevre. Emici ortamın kimyasal yapısına ve durumuna ve ışığın dalga boyuna bağlıdır. Bu ifadeyi dönüştürüp entegre edelim:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image144_3.png" width="124" height="67">;

.

Burada BEN 0 ve BEN– orta kalınlıkta bir katmanın giriş ve çıkışındaki radyasyon yoğunluğu D. Dönüşümlerden sonra şunu elde ederiz:

;

https://pandia.ru/text/78/081/images/image149_3.png" genişlik = "48" yükseklik = "48">.png" genişlik = "59" yükseklik = "23">, (19.33)

Nerede İLEçözeltinin konsantrasyonudur ve c, konsantrasyona bağlı olmayan bir orantı katsayısıdır. Konsantre çözeltilerde, emici maddenin yakın konumdaki molekülleri arasındaki etkileşimin etkisi nedeniyle Beer yasası ihlal edilir. (19.32) ve (19.33)'ten şunu elde ederiz: Bouguer-Lambert-Beer yasası:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image153_3.png" width = "53" height = "52 src = "> çağrılır geçirgenlik ve daha sıklıkla yüzde olarak ifade edilir:

.

Optik yoğunluk geçirgenliğin doğal (veya ondalık) logaritması ile belirlenir:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image157_3.png" align = "left" width = "220" height = "228">Soğurma katsayısı, ışığın dalga boyuna λ (veya frekansı ω) bağlıdır Atomların veya moleküllerin birbirleri üzerinde hemen hemen hiçbir etkisinin olmadığı bir durumda olan bir madde için (düşük basınçtaki gazlar ve metal buharları), çoğu dalga boyu için absorpsiyon katsayısı sıfıra yakındır ve yalnızca çok dar spektral bölgeler için bu etki geçerlidir. keskin maksimumları gösterir (Şekil 19.39'da, temellere göre bu maksimumlar, sodyum buharının spektrumunu gösterir). elektron teorisi Lorentz, atomlardaki elektron titreşimlerinin rezonans frekanslarına karşılık gelir. Çok atomlu moleküllerde molekül içindeki atomların titreşimlerine karşılık gelen frekanslar da bulunur. Atomların kütleleri çok olduğundan daha fazla kütle elektron, moleküler frekanslar atomik olanlardan çok daha düşüktür - spektrumun kızılötesi bölgesine düşerler.

Katılar, sıvılar ve gazlar yüksek basınçlar geniş absorpsiyon bantları verir (Şekil 19.40, bir fenol çözeltisinin spektrumunu gösterir). Gaz basıncı arttıkça, başlangıçta çok dar olan absorpsiyon maksimumları giderek genişler ve yüksek basınçlarda gazların absorpsiyon spektrumu, sıvıların absorpsiyon spektrumlarına yaklaşır. Bu gerçek, soğurma bantlarının genişlemesinin atomların (veya moleküllerin) birbirleriyle etkileşiminin sonucu olduğunu göstermektedir.

Metaller pratik olarak ışığa karşı opaktır. Bunun nedeni metallerde serbest elektronların bulunmasıdır. Bir ışık dalgasının elektrik alanının etkisi altında serbest elektronlar harekete geçer - Lenz-Joule ısısının salınmasıyla birlikte metalde hızla değişen akımlar ortaya çıkar. Sonuç olarak ışık dalgasının enerjisi hızla azalarak metalin iç enerjisine dönüşür.

15. Çerenkov-Vavilov etkisi

1934 yılında gözetim altında çalışırken, bir sıvıda elektron gibi yüklü parçacıkların etkisi altında özel bir tür parıltı keşfetti.

Düzgün bir şekilde hareket eden yüklü bir parçacık, yalnızca hızı belirli bir ortamdaki ışığın hızından düşükse ışınım yapmaz. Şu tarihte:

https://pandia.ru/text/78/081/images/image159_3.png" align = "left" width = "316" height = "218 src = "> Radyasyon özellikleri:

1) parçacığın bulunduğu noktada tepe noktası olan koninin generatrisleri boyunca yayılır (Şekil 19.41);

2) parçacık hızı ile radyasyonun yönü arasındaki açı aşağıdaki ilişkiyle belirlenir:

kutuplaşma yoluyla

http://www. /kol saati? v=gbu9tIykgDM

polarizasyon düzleminin dönüşü

http://www. /kol saati? v=GeUqERAz3YY

varyansa göre

http://www. /kol saati? v=efjJXc_ME4E

Teknik Bilimler Doktoru A. GOLUBEV.

Hafifçe karartılmış camdan veya esnek plastikten yapılmış tamamen aynı iki plaka, bir araya getirildiğinde neredeyse şeffaftır. Ancak bunlardan birini 90 derece çevirdiğinizde gözleriniz tamamen siyahlaşacaktır. Bu bir mucize gibi görünebilir: Sonuçta her plaka herhangi bir dönüşte şeffaftır. ancak dikkatli bir bakış şunu ortaya çıkaracaktır: belirli köşeler Döndürüldüğünde su, cam ve cilalı yüzeylerden gelen parlama kaybolur. Aynı durum bir bilgisayarın LCD monitörünün ekranına plaka aracılığıyla bakıldığında da gözlemlenebilir: döndürüldüğünde ekranın parlaklığı değişir ve belirli konumlarda tamamen söner. Tüm bu (ve diğer pek çok) ilginç olgunun “suçlusu” polarize ışıktır. Polarizasyon, elektromanyetik dalgaların sahip olabileceği bir özelliktir; görülebilir ışık. Işığın polarizasyonunun birçok özelliği vardır. ilginç uygulamalar ve daha detaylı tartışılmayı hak ediyor.

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Bir ışık dalgasının doğrusal polarizasyonunun mekanik modeli. Çitteki boşluk sadece dikey düzlemde halat titreşimlerine izin verir.

Anizotropik bir kristalde, ışık demeti ikiye bölünür ve karşılıklı olarak dik (dik) yönlerde polarize edilir.

Sıradan ve olağanüstü ışınlar uzaysal olarak birleştirilmiştir, ışık dalgalarının genlikleri aynıdır. Bunlar eklendiklerinde polarize bir dalga ortaya çıkar.

Yani ışık iki polaroidden oluşan bir sistemden geçer: a - paralel olduklarında; b - çapraz; c - keyfi bir açıda bulunur.

A noktasına karşılıklı dik yönlerde uygulanan iki eşit kuvvet sarkacın dairesel, doğrusal veya eliptik bir yörünge boyunca hareket etmesine neden olur (düz bir çizgi "dejenere" bir elipstir ve daire bunun özel durumudur).

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Fiziksel atölye. Pirinç. 1.

Fiziksel atölye. Pirinç. 2.

Fiziksel atölye. Pirinç. 3.

Fiziksel atölye. Pirinç. 4.

Fiziksel atölye. Pirinç. 5.

Fiziksel atölye. Pirinç. 6.

Fiziksel atölye. Pirinç. 7.

Fiziksel atölye. Pirinç. 8.

Fiziksel atölye. Pirinç. 9.

Doğada birçok salınımlı süreç vardır. Onlardan biri - harmonik titreşimler elektrik ve manyetik alan güçleri, uzayda elektromanyetik dalgalar şeklinde yayılan alternatif bir elektromanyetik alan oluşturur. Bu enine dalgalar - elektrik ve manyetik alan kuvvetlerinin e ve n vektörleri karşılıklı olarak diktir ve dalganın yayılma yönü boyunca salınır.

Elektromanyetik dalgalar geleneksel olarak spektrumu oluşturan dalga boylarına göre aralıklara bölünür. En büyük kısmı, dalga boyları 0,1 mm'den yüzlerce kilometreye kadar olan radyo dalgaları tarafından işgal edilmiştir. Spektrumun küçük ama çok önemli bir kısmı optik aralıktır. Üç bölgeye ayrılmıştır - spektrumun görünür kısmı, yaklaşık 0,4 mikron (mor ışık) ila 0,7 mikron (kırmızı ışık), ultraviyole (UV) ve kızılötesi (IR), gözle görülmeyen aralığı kaplar. Bu nedenle, kutuplaşma olgusuna yalnızca görünür bölgede doğrudan gözlemle ulaşılabilir.

Bir ışık dalgasının elektrik alan kuvveti vektörünün (e) salınımları uzayda rastgele dönüyorsa, dalgaya polarize olmayan ışık, doğal ışık denir. Bu salınımlar yalnızca bir yönde meydana gelirse, dalga doğrusal olarak polarize olur. Polarize olmayan bir dalga, titreşimleri yalnızca bir yönde ileten cihazlar olan polarizörler kullanılarak doğrusal polarize olana dönüştürülür.

Bu süreci daha net bir şekilde tasvir etmeye çalışalım. Dar bir dikey yuvanın kesildiği tahtalardan birinde sıradan bir ahşap çit hayal edelim. Bu boşluktan bir ip geçirelim; Sonunu çitin arkasına sabitleyeceğiz ve ipi sallamaya başlayacağız, böylece altından salınmasını sağlayacağız. farklı açılar dikey olarak. Soru: Çatlağın arkasında halat nasıl titreyecek?

Cevap açıktır: Çatlağın arkasında ip yalnızca dikey yönde salınmaya başlayacaktır. Bu salınımların genliği yarığa gelen yer değiştirmelerin yönüne bağlıdır. Dikey titreşimler boşluktan tamamen geçip maksimum genlik verecek, yatay titreşimler ise boşluktan hiç geçmeyecektir. Ve "eğimli" olanların tümü yatay ve dikey bileşenlere ayrılabilir ve genlik, dikey bileşenin büyüklüğüne bağlı olacaktır. Ancak her durumda boşluğun arkasında yalnızca dikey titreşimler kalacaktır! Yani çitteki boşluk, polarize olmayan salınımları (dalgaları) doğrusal polarize olanlara dönüştüren bir polarizör modelidir.

Işığa geri dönelim. Doğal, polarize olmayan ışıktan doğrusal polarize ışık elde etmenin birkaç yolu vardır. En yaygın olarak kullanılanlar, tek yönde yönlendirilmiş uzun moleküllere sahip polimer filmler (boşluklu çiti hatırlayın!), çift kırılımlı prizmalar ve plakalar veya optik anizotropi (farklı yönlerde fiziksel özelliklerdeki farklılıklar).

Turmalin, İzlanda spar, kuvars gibi birçok kristalde optik anizotropi gözlenir. Çift kırılma olgusunun kendisi, bir kristalin üzerine düşen ışık ışınının ikiye bölünmesidir. Bu durumda, bu ışınlardan biri için kristalin kırılma indisi, giriş ışınının herhangi bir geliş açısında sabittir, diğeri için ise geliş açısına bağlıdır (yani kristal anizotropiktir). Bu durum kaşifleri o kadar şaşırttı ki, ilk ışına sıradan, ikincisine ise olağanüstü denildi. Ve bu ışınların karşılıklı dik düzlemlerde doğrusal olarak polarize olması çok önemlidir.

Bu tür kristallerde çift kırılmanın meydana gelmediği bir yön olduğuna dikkat edin. Bu yöne kristalin optik ekseni denir ve kristalin kendisine tek eksenli denir. Optik eksen tam olarak bir yöndür; onun boyunca uzanan tüm çizgiler optik eksen özelliğine sahiptir. Çift eksenli kristaller de bilinmektedir - mika, alçı ve diğerleri. Ayrıca çift kırılmaya maruz kalırlar, ancak her iki ışının da olağanüstü olduğu ortaya çıkar. Çift eksenli kristallerde değinmeyeceğimiz daha karmaşık olaylar gözlenir.

Bazı tek eksenli kristallerde başka bir ilginç olay keşfedildi: Sıradan ve sıra dışı ışınlar önemli ölçüde farklı soğurma deneyimi yaşıyor (bu olaya dikroizm adı veriliyordu). Böylece, turmalinde sıradan bir ışın, yaklaşık bir milimetrelik bir yolda neredeyse tamamen emilir ve olağanüstü bir ışın, neredeyse hiçbir kayıp olmadan kristalin tamamından geçer.

Çift kırılımlı kristaller, doğrusal polarize ışığı iki şekilde üretmek için kullanılır. İlki, dikroizmi olmayan kristalleri kullanır; onlardan iki parçadan oluşan prizmalar yapılır üçgen prizmalar optik eksenlerin aynı veya dik yönelimi ile. Bunlarda ya bir ışın yana doğru saptırılır, böylece prizmadan yalnızca bir doğrusal polarize ışın çıkar ya da her iki ışın da çıkar, ancak büyük bir açıyla ayrılır. İkinci yöntem, ışınlardan birinin emildiği yüksek derecede dikroik kristalleri veya geniş alanlı tabakalar biçimindeki ince filmleri - polaroidleri kullanır.

İki polaroid alalım, katlayalım ve doğal ışık kaynağına bakalım. Her iki polaroidin iletim eksenleri (yani ışığı polarize ettikleri yönler) çakışırsa, göz maksimum parlaklıkta ışık görecektir; eğer dik olurlarsa ışık neredeyse tamamen sönecektir.

Birinci polaroidden geçen kaynaktan gelen ışık, iletim ekseni boyunca doğrusal olarak polarize olacak ve ilk durumda ikinci polaroidden serbestçe geçecektir, ancak ikinci durumda geçmeyecektir (örneği hatırlayın) çitte bir boşluk). İlk durumda polaroidlerin paralel olduğunu, ikinci durumda ise polaroidlerin çapraz olduğunu söylüyorlar. Ara durumlarda, polaroid iletim eksenleri arasındaki açı 0 veya 90°'den farklı olduğunda, ara parlaklık değerlerini de elde ederiz.

Daha ileri gidelim. Herhangi bir polarizörde, gelen ışık, karşılıklı dik düzlemlerde (sıradan ve olağanüstü) uzaysal olarak ayrılmış ve doğrusal olarak polarize edilmiş iki ışına bölünür. Sıradan ve olağanüstü ışınları mekansal olarak ayırmazsanız ve birini söndürmezseniz ne olur?

Şekil bu durumu uygulayan bir devreyi göstermektedir. Belirli bir dalga boyundaki ışık, bir polarizör P'den geçerek doğrusal olarak polarize hale gelir ve optik eksenine paralel tek eksenli bir kristalden kesilmiş bir P plakası üzerine 90°'lik bir açıyla düşer. ZZ. Plakada sıradan ve olağanüstü iki dalga aynı yönde, ancak farklı hızlarda (kırılma indisleri farklı olduğundan) yayılır. Olağanüstü dalga kristalin optik ekseni boyunca polarize olur, sıradan dalga kristalin optik ekseni boyunca polarize olur. dikey yön. Plakaya gelen ışığın polarizasyon yönü (polarizatörün P iletim ekseni) ile plakanın optik ekseni arasındaki a açısının 45 o'ya eşit olduğunu ve olağan ve olağanüstü salınımların genliklerinin olduğunu varsayalım. dalgalar Ah Ve bir e eşittir. Bu, eşit genliğe sahip karşılıklı olarak dik iki salınımın eklenmesi durumudur. Bakalım sonuç ne olacak.

Netlik sağlamak için mekanik bir benzetmeye dönelim. İçinden ince bir mürekkep akışı akan, kendisine bağlı bir tüp bulunan bir sarkaç vardır. Sarkaç kesin olarak sabit bir yönde salınır ve mürekkep bir kağıt üzerine düz bir çizgi çizer. Şimdi onu (durmadan) salınım düzlemine dik bir yönde iteceğiz, böylece yeni yöndeki salınımlarının genliği ilkiyle aynı olacaktır. Böylece, aynı genliğe sahip iki dik salınım elde ederiz. Mürekkebin çizdiği şey yörüngedeki hangi noktaya bağlıdır AOB ittiğimizde bir sarkaç vardı.

Diyelim ki onu en sol pozisyondayken ittik. A. Daha sonra sarkaca iki kuvvet etki edecektir: biri ilk hareket yönünde (O noktasına doğru), diğeri dik yönde. AC. Bu kuvvetler aynı olduğundan (dikey salınımların genlikleri eşit olduğundan), sarkaç çapraz olarak hareket edecektir. MS. Yörüngesi, her iki titreşimin yönüne 45° açıyla uzanan düz bir çizgi olacaktır.

Sarkacı en sağ konumdayken, B noktasında iterseniz, benzer mantıktan, yörüngesinin de düz olacağı, ancak 90 derece döndürülmüş olacağı açıktır. Eğer sarkacı O orta noktasına iterseniz, sarkacın ucu bir daire çizecektir ve eğer bir noktada ise keyfi nokta- elips; Dahası, şekli sarkacın tam olarak itildiği noktaya bağlıdır. Sonuç olarak, bir daire ve bir düz çizgi, eliptik hareketin özel durumlarıdır (düz bir çizgi, "dejenere" bir elipstir).

Bir sarkacın düz bir çizgide ortaya çıkan salınımı, doğrusal polarizasyonun bir modelidir. Yörüngesi bir daireyi tanımlıyorsa salınım, dairesel polarize veya dairesel polarize olarak adlandırılır. Dönme yönüne (saat yönünde veya saat yönünün tersine) bağlı olarak sırasıyla sağ veya sol dairesel polarizasyondan söz ederiz. Son olarak, eğer sarkaç bir elipsi tanımlıyorsa, salınım eliptik olarak polarize olarak adlandırılır ve bu durumda sağ veya sol eliptik polarizasyon da ayırt edilir.

Sarkaçlı örnek, karşılıklı olarak dik iki doğrusal polarize salınım eklendiğinde salınımın ne tür bir polarizasyon alacağına dair net bir fikir verir. Şu soru ortaya çıkıyor: Işık dalgaları için sarkaç yörüngesinin çeşitli noktalarına ikinci (dikey) salınımı ayarlamanın analogu nedir?

Bunlar sıradan ve olağanüstü dalgaların faz farkı φ'dir. Sarkaç'ı bir noktaya itin A noktada sıfır faz farkına karşılık gelir İÇİNDE - faz farkı 180 o, O noktasında - eğer sarkaç bu noktadan soldan sağa (A'dan B'ye) geçiyorsa 90 o veya sağdan sola (B'den) geçiyorsa 270 o'dur. A'ya). Sonuç olarak, dik doğrusal polarizasyonlara ve aynı genliğe sahip ışık dalgaları toplandığında, ortaya çıkan dalganın polarizasyonu, eklenen dalgaların faz farkına bağlıdır.

Tablo, 0° ve 180° faz farkıyla eliptik polarizasyonun doğrusala, 90° ve 270° farkla ortaya çıkan vektörün farklı dönme yönleriyle dairesel polarizasyona dönüştüğünü göstermektedir. Ve eliptik polarizasyon, eğer bu dalgalar farklı genliklere sahipse, faz farkı 90 o veya 270 o olan iki dik doğrusal polarize dalganın eklenmesiyle elde edilebilir. Ek olarak, dairesel polarize ışık, iki doğrusal polarize dalganın eklenmesine gerek kalmadan, örneğin Zeeman etkisi (manyetik alanda spektral çizgilerin bölünmesi) ile elde edilebilir. Işık yayılımı yönünde uygulanan bir manyetik alandan geçen v frekanslı polarize olmayan ışık, sol ve sağ dairesel polarizasyonlara ve ν (ν - ∆ν) ve (ν + ∆ν)'ye göre simetrik frekanslara sahip iki bileşene ayrılır. .

almanın çok yaygın bir yolu çeşitli türler polarizasyon ve bunların dönüşümü - kırılma indisli çift kırılımlı malzemeden yapılmış faz plakalarının kullanılması HAYIR Ve n e. Plaka kalınlığı Dçıkışında dalganın olağan ve olağandışı bileşenleri arasındaki faz farkı 90 veya 180 o'ya eşit olacak şekilde seçilir. 90°'lik faz farkı optik yol farkına karşılık gelir d(n o - n e),λ/4'e eşittir ve faz farkı 180 o - λ/2'dir, burada λ ışığın dalga boyudur. Bu plakalara çeyrek dalga ve yarım dalga denir. Dalga boyunun dörtte biri veya yarısı kalınlığında bir plaka üretmek pratik olarak imkansızdır, dolayısıyla (kλ + λ/4) ve (kλ + λ/2) yol farkı veren daha kalın plakalarla aynı sonuç elde edilir; burada k- bir tamsayı. Çeyrek dalga plakası, doğrusal polarize ışığı eliptik olarak polarize ışığa dönüştürür; Plaka yarım dalga ise, çıkışı da doğrusal polarize ışık üretir, ancak polarizasyon yönü gelen ışığa diktir. 45°'lik bir faz farkı dairesel polarizasyon verecektir.

Paralel veya çapraz polaroidler arasına keyfi kalınlıkta çift kırılımlı bir plaka yerleştirirseniz ve bu sisteme Beyaz ışık, o zaman görüş alanının renklendiğini göreceğiz. Plakanın kalınlığı aynı değilse faz farkı ışığın dalga boyuna bağlı olduğundan farklı renkli alanlar görünecektir. Polaroidlerden biri (hangisi olursa olsun) 90 derece döndürülürse renkler tamamlayıcı renklere dönüşecektir: kırmızıdan yeşile, sarıdan mora (toplamda beyaz ışık verirler).

Sürücüyü karşıdan gelen bir arabanın farlarının parıltısından korumak için polarize ışığın kullanılması önerildi. Bir arabanın ön camına ve farlarına, örneğin dikeyin sağına, 45° iletim açısına sahip film polaroidler uygulanırsa, sürücü, kendi farlarıyla aydınlatılan yolu ve karşıdan gelen arabaları net bir şekilde görecektir. Ancak karşıdan gelen arabaların farlarının polaroidleri bu arabanın ön camının polaroidiyle kesişecek ve karşıdan gelen arabaların farları sönecek.

İki çapraz polaroid birçok kullanışlı cihazın temelini oluşturur. Işık çapraz polaroidlerden geçmez ancak aralarına polarizasyon düzlemini döndüren bir optik eleman yerleştirirseniz ışığın yolunu açabilirsiniz. Yüksek hızlı elektro-optik ışık modülatörleri bu şekilde tasarlanmıştır. Çapraz polaroidlerin arasına örneğin bir elektrik voltajının uygulandığı çift kırılımlı bir kristal yerleştirilir. Bir kristalde, iki dik doğrusal polarize dalganın etkileşimi sonucunda ışık, ikinci polaroidin iletim düzlemindeki bir bileşenle eliptik olarak polarize olur (doğrusal elektro-optik etki veya Pockels etkisi). Alternatif bir voltaj uygulandığında elipsin şekli ve dolayısıyla ikinci polaroidden geçen bileşenin büyüklüğü periyodik olarak değişecektir. Modülasyon bu şekilde gerçekleştirilir - 1 gigahertz'e (10 9 Hz) kadar çok yüksek olabilen uygulanan voltajın frekansı ile ışık yoğunluğunu değiştirir. Sonuç, ışığı saniyede milyar kez kesen bir deklanşördür. Elektronik telemetreler, optik iletişim kanalları, lazer teknolojisi gibi birçok teknik cihazda kullanılır.

Parlak güneş ışığında kararan, ancak çok hızlı ve parlak bir flaş sırasında (örneğin elektrik kaynağı sırasında) gözleri koruyamayan fotokromik camlar vardır - kararma süreci nispeten yavaştır. Pockels etkisine dayanan polarize camlar neredeyse anında bir "reaksiyona" sahiptir (50 μs'den az). Parlak flaş ışığı, etkisi altında camların opak hale geldiği bir elektrik sinyali üreten minyatür fotodetektörlere (fotodiyotlar) gönderilir.

Stereo sinemada üç boyutluluk yanılsaması veren polarize camlar kullanılır. Yanılsama, bir stereo çiftinin oluşturulmasına dayanır - sağ ve sol gözlerin görüş açılarına karşılık gelen farklı açılardan alınan iki görüntü. Her gözün yalnızca kendisine yönelik görüntüyü görmesi için incelenirler. Sol göz için görüntü, dikey aktarım eksenine sahip bir Polaroid aracılığıyla ekrana yansıtılırken, sağ göz için görüntü, dikey iletim ekseniyle ekrana yansıtılır. yatay eksen ve bunları ekranda doğru bir şekilde birleştirin. İzleyici, sol polaroidin ekseninin dikey ve sağ polaroidin yatay olduğu polaroid gözlüklerden bakar; her göz yalnızca “kendi” görüntüsünü görür ve stereo etkisi oluşur.

Stereoskopik televizyon için, ekrandaki görüntülerin değişimiyle senkronize olarak gözlük merceklerini hızlı bir şekilde dönüşümlü olarak karartmaya yönelik bir yöntem kullanılır. Görme ataletinden dolayı üç boyutlu bir görüntü ortaya çıkar.

Polaroidler, camdan, cilalı yüzeylerden ve sudan gelen parlamayı azaltmak için yaygın olarak kullanılır (bunlardan yansıyan ışık oldukça polarizedir). LCD monitör ekranlarının ışığı da polarizedir.

Polarizasyon yöntemleri mineraloji, kristalografi, jeoloji, biyoloji, astrofizik, meteoroloji ve atmosferik olayların incelenmesinde kullanılır.

Edebiyat

Zhevandrov N. D. Işığın polarizasyonu. - M.: Nauka, 1969.

Zhevandrov N. D. Anizotropi ve optik. - M.: Nauka, 1974.

Zhevandrov N. D. Polarize ışığın uygulanması. - M.: Nauka, 1978.

Shercliffe W. Polarize ışık / Çev. İngilizceden - M.: Mir, 1965.

Fiziksel eğitim

KUTUPLU BİR DÜNYA

Dergi zaten polarize ışığın özellikleri, ev yapımı polariskoplar ve gökkuşağının tüm renkleriyle parlamaya başlayan şeffaf nesneler hakkında yazmıştı (bkz. “Bilim ve Yaşam” No.). Aynı konuyu yeni teknik cihazlar kullanarak ele alalım.

Renkli LCD (sıvı kristal) ekrana sahip herhangi bir cihaz (monitör, dizüstü bilgisayar, TV, DVD oynatıcı, PDA, akıllı telefon, iletişim cihazı, telefon, elektronik fotoğraf çerçevesi, MP3 oynatıcı, dijital kamera) polarizör (oluşturan bir cihaz) olarak kullanılabilir. polarize ışık ).

Gerçek şu ki, bir LCD monitörün çalışma prensibi polarize ışığın (1) işlenmesine dayanmaktadır. Daha Detaylı Açıklama eserler http://master-tv.com/ adresinde bulunabilir ve fiziksel uygulamamız için, ekranı beyaz ışıkla aydınlatırsak, örneğin beyaz bir kare çizerek veya beyaz bir kağıdın fotoğrafını çekerek, Düzlem polarize ışık elde edeceğiz ve buna karşı daha fazla deney yapacağız.

İlginçtir ki, yüksek büyütmede beyaz ekrana yakından bakıldığında tek bir beyaz nokta (2) görmeyeceğiz - tüm renk tonları kırmızı, yeşil ve mavi tonlarının birleşimiyle elde edilir.

Şans eseri gözlerimizde kırmızı, yeşil ve mavi renklere tepki veren üç tip koni de kullanılıyor ve ana renklerin doğru oranıyla bu karışımı beyaz olarak algılıyoruz.

Polariskopun ikinci kısmı için - analizör - Polaroid'den polarize camlar uygundur; balıkçı mağazalarında (su yüzeyindeki parlamayı azaltır) veya araba bayilerinde (cam yüzeylerden parlamayı giderir) satılırlar. Bu tür gözlüklerin orijinalliğini kontrol etmek çok basittir: Gözlükleri birbirine göre çevirerek ışığı neredeyse tamamen engelleyebilirsiniz (3).

Ve son olarak, hasarlı bir LCD ekrandan bir analizör yapabilirsiniz. elektronik saat veya siyah beyaz ekranlı diğer ürünler(4). Bu basit cihazların yardımıyla birçok ilginç şeyi görebilirsiniz ve analizörü kamera merceğinin önüne yerleştirirseniz başarılı çekimler kaydedebilirsiniz (5).

Tamamen şeffaf plastikten yapılmış bir nesne - bir cetvel (8), CD kutusu (9) veya "sıfır" diskin kendisi (kapağın ilk sayfasındaki fotoğrafa bakın) - LCD ekran ile analizör arasına yerleştirilir, gökkuşağı rengini alır. Selofandan yapılmış geometrik heykelcik sigara paketi ve aynı selofanın bir parçası üzerine yerleştirildiğinde renklenir (6). Analizörü 90 derece döndürürseniz tüm renkler tamamlayıcı renklere dönüşecektir; kırmızı yeşil, sarı-mor, turuncu-mavi olacaktır (7).

Bu olgunun nedeni, doğal ışığa karşı şeffaf olan bir malzemenin aslında homojen olmaması veya aynı anlama gelen anizotropik olmasıdır. Onun fiziki ozellikleri Nesnenin farklı bölümlerinin kırılma indisleri de dahil olmak üzere aynı değildir. İçerisindeki ışık demeti farklı hızlarda hareket eden ve karşılıklı dik düzlemlerde polarize olan ikiye bölünmüştür. İki ışık dalgasının eklenmesi sonucu oluşan polarize ışığın yoğunluğu değişmeyecektir. Ancak analizör, aynı düzlemde salınan ve müdahale etmeye başlayacak olan iki düzlem polarize dalgayı ondan kesecektir (bkz. “Bilim ve Yaşam” No. 1, 2008). Plakanın kalınlığındaki en ufak bir değişiklik veya kalınlığındaki gerilmeler dalga yolunda farklılık oluşmasına ve renk görünümüne neden olur.

Polarize ışıkta, makine ve mekanizma parçalarındaki, bina yapılarındaki mekanik gerilimlerin dağılımını incelemek çok uygundur. Bir parçanın (kiriş, destek, kaldıraç) düz modeli şeffaf plastikten yapılır ve ona gerçek olanı simüle eden bir yük uygulanır. Polarize ışıkta görünen çok renkli şeritler şunu belirtir: Zayıf noktalar detaylar ( keskin köşe, güçlü bükülme vb.) - stresler içlerinde yoğunlaşmıştır. Parçanın şeklini değiştirerek en büyük mukavemetine ulaşıyoruz.

Böyle bir araştırmayı kendiniz yapmak zor değildir. Organik camdan (tercihen homojen), örneğin bir kanca modelini (bir yükü kaldırmak için bir kanca) kesebilir, ekranın önüne asabilir, tel halkalara farklı ağırlıklardaki ağırlıklarla yükleyebilir ve nasıl olduğunu gözlemleyebilirsiniz. içindeki stres dağılımı değişir.

Dalga alanları karşılıklı olarak diktir ve dalga hızı vektörüne dik (ışına dik) olarak salınır. Bu nedenle ışık polarizasyon modellerini tanımlamak için vektörlerden yalnızca birinin davranışını bilmek yeterlidir. Genellikle tüm akıl yürütme şu şekilde yapılır: ışık vektör- elektrik alan kuvveti vektörü (bu isim, ışık bir maddeye etki ettiğinde, maddenin atomlarındaki elektronlara etki eden dalga alanının elektrik bileşeninin birincil öneme sahip olmasından kaynaklanmaktadır).

Işık toplamı temsil eder Elektromanyetik radyasyon birçok atom. Atomlar birbirlerinden bağımsız olarak ışık dalgaları yayarlar, bu nedenle bir bütün olarak vücut tarafından yayılan bir ışık dalgası, ışık vektörünün her türlü eşit derecede olası titreşimiyle karakterize edilir (Şekil 272, A; ışın çizim düzlemine diktir). İÇİNDE bu durumda üniforma dağıtımı vektörler çok sayıda atomik yayıcı ile açıklanır ve vektörlerin genlik değerlerinin eşitliği, atomların her birinin aynı (ortalama olarak) radyasyon yoğunluğu ile açıklanır. Işık vektörün tüm olası eşit olasılıklı yönelimlerine (ve dolayısıyla ) denir doğal.

Işık Işık vektörünün salınımlarının yönlerinin bir şekilde sıralandığı şeye denir polarize. Yani herhangi bir şeyin sonucu olarak dış etkiler vektör salınımlarının baskın (ancak dışlayıcı olmayan!) yönü ortaya çıkar (Şekil 272, B), o zaman uğraşıyoruz kısmen polarize ışık. Işık vektörün (ve dolayısıyla) ışına dik olarak yalnızca bir yönde salındığı (Şekil 272, V), isminde düzlem polarize (doğrusal polarize).

Düzlem polarize bir dalganın ışık vektörünün salınım yönünden ve bu dalganın yayılma yönünden geçen düzleme denir. polarizasyon düzlemi. Düzlem polarize ışık uç bir durumdur eliptik olarak polarize ışık- vektörü (vektörü) zamanla değişen ve ucu ışına dik bir düzlemde uzanan bir elipsi tanımlayacak şekilde değişen ışık. Polarizasyon elipsi düz bir çizgiye (faz farkıyla) dönüşürse (bkz. § 145), sıfıra eşit veya ), o zaman yukarıda ele alınan düzlem polarize ışıkla ilgileniyoruz, eğer bir daire içindeyse (( = ± /2 ve eklenen dalgaların eşit genlikleri ile), o zaman şunu ele alıyoruz: dairesel polarize (dairesel polarize) ışık. Polarizasyon derecesi miktar denir

burada ve vektörün karşılıklı dik iki bileşenine karşılık gelen maksimum ve minimum ışık yoğunlukları. Doğal ışık için = ve R= 0, düzlem polarize için = 0 ve R = 1.

Doğal ışık, sözde kullanılarak düzlem polarize ışığa dönüştürülebilir. polarizörler titreşimleri yalnızca belirli bir yönde iletir (örneğin, polarizörün düzlemine paralel titreşimleri iletmek ve bu düzleme dik titreşimleri tamamen engellemek). Vektör salınımlarına göre anizotropik olan ortamlar, örneğin kristaller (anizotropileri bilinmektedir, bkz. §70), polarizör olarak kullanılabilir. Uzun süredir polarizör olarak kullanılan doğal kristallerden turmaline dikkat edilmelidir.

Turmalin ile yapılan klasik deneyleri ele alalım (Şekil 273). Doğal ışığı turmalin levhaya dik olarak yönlendirelim T 1, sözde paralel kesilmiş Optik eksen 00 (bkz. §192).

Kristalin döndürülmesi TŞekil 1'de ışının yönü etrafında turmalinden geçen ışığın şiddetinde herhangi bir değişiklik gözlemlemiyoruz. Kirişin yoluna ikinci bir turmalin levha yerleştirirseniz T 2 ve onu ışının yönü etrafında döndürün, ardından plakalardan geçen ışığın yoğunluğu, kristallerin optik eksenleri arasındaki açıya bağlı olarak değişir. Malus yasası(E. Malus (1775-1812) - Fransız fizikçi):

(190.1)

burada ve sırasıyla ikinci kristale gelen ve ondan çıkan ışığın yoğunluğudur. Sonuç olarak, plakalardan iletilen ışığın yoğunluğu = /2'de (plakaların optik eksenleri diktir) minimumdan (ışığın tamamen sönmesi) = 0'da (plakaların optik eksenleri paraleldir) maksimuma değişir. . Ancak Şekil 2'den aşağıdaki gibi. 274, plakadan geçen ışık titreşimlerinin genliği T 2, üzerine gelen ışık titreşimlerinin genliğinden daha az olacaktır:

Işık şiddeti genliğin karesi ile orantılı olduğundan (190.1) ifadesi elde edilir.

Işığın bir polarizör tarafından iletilmesi için yukarıda belirtilen koşullardan yola çıkarsak, turmalin kristalleriyle yapılan deneylerin sonuçları oldukça basit bir şekilde açıklanabilir. Birinci turmalin plakası titreşimleri yalnızca belirli bir yönde iletir (Şekil 273'te bu yön AB okuyla gösterilmiştir), yani doğal ışığı düzlemsel polarize ışığa dönüştürür. İkinci turmalin plakası, yönelimine bağlı olarak, ikinci turmalinin eksenine paralel bileşene karşılık gelen polarize ışığın az ya da çok iletir. İncirde. 273'te, her iki plaka da, kendileri tarafından iletilen AB ve A"B" titreşimlerinin yönleri birbirine dik olacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu durumda T 1 AB boyunca yönlendirilen titreşimleri geçirir ve T 2 onları tamamen söndürür, yani ikinci turmalin plakadan ışık geçmez.

Plaka T Doğal ışığı düzlem polarize ışığa dönüştüren 1, polarizör. Plaka T Işığın polarizasyon derecesini analiz etmeye yarayan 2'ye denir analizci. Her iki plaka da tamamen aynıdır (değiştirilebilirler).

Doğal ışığı, düzlemleri bir açı oluşturan iki polarizörden geçirirsek, birincisinden yoğunluğu ikinciden çıkacak olan düzlem-polarize ışık çıkacak, (190.1)'e göre ışık çıkacaktır. yoğunlukla. Bu nedenle iki polarizörden geçen ışığın yoğunluğu

dolayısıyla (polarizörler paraleldir) ve = 0 (polarizörler çaprazdır).

Tek bir atomun yaydığı ışık elektromanyetik dalga yani, iki enine karşılıklı dik dalganın bir kombinasyonu - elektrik (elektrik alan kuvveti vektörünün salınımıyla oluşturulur ve manyetik (ışık ışını adı verilen ortak bir düz çizgi boyunca uzanan manyetik alan kuvveti vektörünün salınımıyla oluşur) (Şekil 1). 337).

Işın (ışık) hangi elektriksel titreşimler her zaman tek ve tek bir düzlemde meydana gelir; buna polarize ışın (ışık) adı verilir; Elbette bu durumda manyetik salınımlar başka bir (dik) düzlemde (ışığın polarizasyon düzlemi olarak adlandırılır) meydana gelir. Bu tanımdan, tek bir atom tarafından yayılan ışığın polarize olduğu (en azından bu atomun tüm radyasyon periyodu boyunca) olduğu sonucu çıkar.

Deneyim ve teori, ışığın madde üzerindeki kimyasal, fizyolojik ve diğer türdeki etkilerinin esas olarak elektriksel titreşimlerden kaynaklandığını göstermektedir. Bu nedenle ve ayrıca bir ışık dalgasını (veya ışınını) gösteren çizimleri basitleştirmek için, bundan sonra sadece elektriksel salınımlardan bahsedeceğiz ve bunların meydana geldiği düzleme ışık salınımları düzlemi veya sadece salınım düzlemi adı verilecektir. Daha sonra polarize ışık demeti Şekil 2'deki gibi şematik olarak gösterilebilir. 338, a (ışın çizim düzlemine diktir; vektörler elektrik alan kuvvetinin genlik değerlerine karşılık gelir

Pratikte hiçbir zaman tek bir ışıktan gelen ışıkla karşılaşmayız. bireysel atom, çünkü herhangi bir gerçek ışık kaynağı (aydınlık cisim), rastgele yayılan, yani titreşim düzleminin tüm olası yönelimleriyle ışık dalgaları yayan birçok atomdan oluşur. Bu dalgalar birbirinin üzerine biner, bunun sonucunda gerçek (doğal) bir ışık kaynağından çıkan herhangi bir ışın, birçok farklı yönelimli salınım düzlemine karşılık gelir (Şekil 338, b). Böyle bir ışın (ışık) polarize değildir ve doğal ışın (ışık) olarak adlandırılır.

Tipik olarak, aydınlık bir cismi oluşturan atomların her birinden gelen radyasyonun yoğunluğu ortalama olarak aynıdır; bu nedenle doğal ışık, tüm titreşim düzlemlerinde aynı genlik (maksimum) vektör değerlerine sahiptir. Bununla birlikte, bir ışık ışınının vektörünün genlik değerlerinin aynı olmadığı durumlar da vardır. farklı uçaklar dalgalanmalar; böyle bir ışına kısmen polarize denir. İncirde. Şekil 338, c, salınımların ağırlıklı olarak dikey düzlemde meydana geldiği, kısmen polarize edilmiş bir ışını göstermektedir.

Doğal ışıktan farklı olarak, polarize ışık yalnızca yoğunlukla (alan kuvvetinin genliğine ve rengine bağlı olarak (X dalga boyuna bağlı olarak) bağlı olarak) değil, aynı zamanda konumla da karakterize edilir.

salınım düzlemi. Bu nedenle, örneğin yoğunluğu ve rengi aynı olan polarize ışınlar 1, 2 ve 3 (Şekil 339) birbiriyle aynı değildir. Ancak insan gözü, titreşim düzleminin farklı yönelimlerine sahip polarize ışınlar arasındaki farkı tespit edemez ve genellikle polarize ışığı doğal ışıktan ayırt edemez.

Doğal ışık polarize edilebilir yani polarize ışığa dönüştürülebilir. Bunu yapmak için, elektrik alan kuvveti vektörünün salınımlarının yalnızca belirli bir yönde gerçekleşebileceği koşulların yaratılması gerekir. Bu tür koşullar, örneğin doğal ışık, elektriksel titreşimlere göre anizotropik olan bir ortamdan geçtiğinde meydana gelebilir. Bilindiği gibi anizotropi kristallerin karakteristiğidir (bkz. § 51). Bu nedenle kristalden geçen ışığın polarizasyonunu bekleyebiliriz. Aslında deneyimler, birçok doğal ve yapay olarak oluşturulmuş kristalin, içlerinden geçen doğal ışığı polarize ettiğini göstermektedir.

Çoğunda Genel taslak Bir kristalden geçen ışığın polarizasyon sürecinin fiziksel özü aşağıdaki gibidir. Maxwell'in elektromanyetik teorisine göre (bkz. § 105), bir ışık dalgasının alternatif elektrik alanı, kristalin bir dielektrikte alternatif bir polarizasyon akımına, yani kristal kafesi oluşturan yüklü parçacıkların (atomlar, iyonlar) alternatif bir yer değiştirmesine neden olur. Polarizasyon akımı Joule ısısı üretir; Sonuç olarak kristalde ışık enerjisinin ısıya dönüşümü meydana gelir.

Kristalin anizotropisinden dolayı olası değer parçacıklarının yer değiştirmeleri ve dolayısıyla polarizasyon akımının gücü, kristal kafesin farklı düzlemleri için farklı olduğu ortaya çıkar. Parçacıkların önemli olası yer değiştirmelerine karşılık gelen bir düzlemde ilerleyen bir ışık dalgasının güçlü bir polarizasyon akımına neden olduğu ve bu nedenle kristal tarafından neredeyse tamamen emildiği açıktır. Işık dalgası küçük parçacık yer değiştirmelerine karşılık gelen bir düzlemde hareket ederse, zayıf bir polarizasyon akımına neden olur ve önemli bir soğurma olmadan kristalden geçer.

Böylece, mümkün olan tüm yönlere sahip olan doğal ışığın elektriksel titreşimlerinden yalnızca minimum polarizasyon akımına karşılık gelen düzlemde meydana gelenler kristalden (absorbsiyon olmadan) geçer; geri kalan titreşimler bir dereceye kadar zayıflar çünkü yalnızca bu düzlemdeki yansımaları kristalden geçer. Sonuç olarak, kristalden geçen ışık yalnızca belirli bir düzlemde elektriksel salınımlara maruz kalır, yani. ışığın polarize olduğu ortaya çıkar.

Işığı polarize eden doğal kristaller arasında örneğin turmalin bulunur. Kristalin optik eksenine paralel kesilmiş bir turmalin plakadan geçen doğal ışın tamamen polarizedir ve yalnızca optik eksen ve ışının bulunduğu düzlemdeki ana düzlemde elektriksel titreşimlere sahiptir (Şekil 340).

Her kristalde, kristal kafesinin atomlarının (veya iyonlarının) simetrik olarak yerleştirildiği bir yön vardır; buna kristalin optik ekseni denir. Optik eksenin sadece bir çizgi değil, kristalde belirli bir yön olduğunu vurgulayalım; kristalde bu yöne paralel çizilen tüm düz çizgiler optik eksenlerdir.

Doğal bir ışın optik eksen boyunca gidiyorsa, tüm elektriksel titreşimleri ona diktir. Bu durumda (kristal parçacıklarının optik eksene göre simetrik düzenlenmesi nedeniyle), tüm elektriksel titreşimler aynı koşullar altında meydana gelir ve hepsi kristalin içinden geçer. Bu nedenle optik eksen boyunca ilerleyen doğal ışın polarize değildir. Işının diğer tüm yönleri için polarizasyonu meydana gelir.

Eğer optik ekseni plakanın optik eksenine dik olacak şekilde yönlendirilmiş ikinci bir turmalin plaka (2) plakanın (1) arkasına yerleştirilirse, o zaman ışın ikinci plakadan geçmeyecektir (elektriksel titreşimleri plakanın ana düzlemine dik olduğundan) Plaka 2). Plaka 1 ve 2'nin optik eksenleri farklı bir açı yaparsa ışık (ışın) plaka 2'den geçer. 341'e göre, plaka 2'den geçen ışık titreşimlerinin genliği, bu plakaya gelen ışık titreşimlerinin genliğinden daha az olacaktır:

Işığın yoğunluğu, ışık titreşimlerinin genliğinin karesiyle orantılı olduğundan, o zaman

burada plaka 2'ye gelen ışığın yoğunluğu, Y bu plakadan geçen ışığın yoğunluğudur. İlişki (12)'ye Malus yasası denir.

Böylece, plakanın (2) polarize ışın etrafında dönmesine, bu plakadan geçen ışığın yoğunluğundaki bir değişiklik eşlik eder; maksimum yoğunluk minimumda meydana gelir (ışığın tamamen sönmesine karşılık gelir) -

Doğal ışığı polarize eden Plaka 7'ye polarizör adı verilir ve içinden polarize ışığın yoğunluğunun değiştiği (ve dolayısıyla polarizasyon gerçeğini tespit eden) Plaka 2'ye analizör denir. Her iki plakanın da tamamen aynı olduğu açıktır (değiştirilebilirler); Bu adlar yalnızca kayıtların amacını karakterize eder.

Turmalinin önemli bir seçici absorpsiyona sahip olduğuna dikkat edilmelidir - ağırlıklı olarak yeşil ışığı iletir; Bu, bir polarizör (ve analizör) olarak turmalinin bir dezavantajıdır.

İÇİNDE son yıllar Polaroidler (polarizasyon filtreleri) adı verilen filtreler ışığı polarize etmek için yaygın olarak kullanılır. Polaroid, birçok küçük yapay kristal - polarizörler, örneğin herapatit kristalleri (kinin iyodür sülfat) içeren yaklaşık olarak kalın şeffaf bir polimer filmdir. Polaroidin üretim sürecinde tüm herapatit kristallerinin optik eksenleri aynı yönde yönlendirilir. Polaroid film nispeten ucuzdur, çok esnektir, geniş bir alana sahiptir ve görünür ışığın tüm dalga boyları için neredeyse aynı (ihmal edilebilir) emilime sahiptir.

İlginç olanlardan biri pratik uygulamalar Polaroid, sürücüleri karşıdan gelen farların parıltısından korumak için araçlarda kullanılmasıdır. Bu amaçla ön cam ve far camlarına optik eksenleri paralel ve ufukla 45° yapan Polaroid filmler yapıştırılır. Daha sonra Şekil 2'de görüldüğü gibi. 342, bir arabanın ön cam polaroidinin optik ekseni optik eksene dik olacaktır

Karşıdan gelen bir arabanın farlarının polaroid eksenleri (optik eksenlerin yönü şekilde oklarla gösterilmiştir). Malus yasasına göre, polaroidlerin optik eksenlerinin bu şekilde yönlendirilmesiyle, polarize far ışığı karşıdan gelen bir arabanın ön camından geçmeyecektir; bu nedenle sürücü pratikte karşıdan gelen arabaların farlarını görmez (ancak elbette bu arabaları arabasının farlarında görecektir).