Что такое поляризация света и ее практическое применение

ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.- Чудинов А.Н. , 1910 .

Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней.- Михельсон А.Д. , 1865 .

Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке.- Попов М. , 1907 .

Новый словарь иностранных слов.- by EdwART, , 2009 .

Большой словарь иностранных слов.- Издательство «ИДДК» , 2007 .

Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина.- М: Русский язык , 1998 .

Смотреть что такое “ПОЛЯРИЗАЦИЯ” в других словарях:

поляризация — поляризование Словарь русских синонимов. поляризация сущ., кол во синонимов: 3 • гиперполяризация (1) • … Словарь синонимов

поляризация — и, ж. polarisation f. 1. физ. Свойство световых и электромагнитных колебаний размещаться в одной определенной плоскости. Плоскость поляризации падающего луча. Уш. 1939. спец. Сообщение, приобретение полярности. БАС 1. Такому разделению свойств… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ПОЛЯРИЗАЦИЯ — (поляризация волны), блокировка некоторых направлений колебания ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО и МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, в результате которой нарушается симметрия в направлении распространения волны. см. также ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ СВЕТ … Научно-технический энциклопедический словарь

ПОЛЯРИЗАЦИЯ — ПОЛЯРИЗАЦИЯ, поляризации, мн. нет, жен. (от лат. polaris полярный) (физ.). 1. Свойство световых и электромагнитных колебаний размещаться в одной определенной плоскости. Плоскость поляризации падающего луча. 2. Отложение на электродах различных… … Толковый словарь Ушакова

ПОЛЯРИЗАЦИЯ — ансамбля частиц преимущественная ориентация спинов частиц. Пусть в ансамбле частиц со спином задана ось квантования т. е. задано направление в пространстве, на к рое частицы имеют определённые проекции спина Обычно по оси направлено внешнее, напр … Физическая энциклопедия

ПОЛЯРИЗАЦИЯ — света, упорядоченность световых колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению распространения светового луча. Явление П. таким образом тесно связано с поперечностыо световых колебаний (см. Свет). В естественном, неполяризованном световом… … Большая медицинская энциклопедия

поляризация — Состояние вещества, при котором электрический момент данного объема этого вещества имеет значение, отличное от нуля. Тематики электротехника, основные понятия Синонимы электрическая поляризация … Справочник технического переводчика

Поляризация — – изменение потенциала электрода в результате протекания тока. Поляризация – изменение потенциала стальной арматуры в результате протекания тока. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство»… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ПОЛЯРИЗАЦИЯ — (1) атомов, молекул, ионов деформация электронной оболочки и ядер атомов, молекул или ионов друг относительно друга под действием внешнего электрического поля. Приводит к увеличению их дипольного (см.). П. хим. связей заключается в смещении… … Большая политехническая энциклопедия

http://lampasveta.com/teoriya/polyarizatsiya-svetahttp://zaochnik.com/spravochnik/fizika/volnovaja-optika/poljarizatsija-sveta/http://kartaslov.ru/%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0/%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8Fhttp://zaochnik-com.ru/blog/polyarizaciya-sveta-dlya-chajnikov-opredelenie-sut-yavleniya-i-sushhnost/http://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_fwords/28210/%D0%9F%D0%9E%D0%9B%D0%AF%D0%A0%D0%98%D0%97%D0%90%D0%A6%D0%98%D0%AF

голоса

Рейтинг статьи

Поляризация искусственного и естественного света

В большинстве своем свет, который мы видим вокруг себя является неполяризованным.

Линейно поляризованный свет исходит от лазерных источников.

При отражении или рассеянии свет может стать поляризованным. Например, голубой свет от неба полностью или частично поляризован.

Определение

Частичная поляризация света – это нестабильное соотношение между составляющими света, которые могут изменяться во времени, зависят от величин световой оси.

Но свет, который излучают естественные или искусственные источники, например, солнечный свет, излучение ламп накаливания, вектор напряженности колеблется в разных направлениях, такой свет является неполяризованным. Свет, исходящий от такого рода источников, состоит из вкладов огромного числа независимо излучающих атомов, они обладают разной ориентацией светового вектора \ в волнах, которые они излучают. Поэтому в результирующей волне вектор во времени хаотично изменяет свою ориентацию, в результате получаются в среднем равноправные направления колебаний.

Естественный свет — это другое название неполяризованного света.

Степень поляризации естественного света будет зависеть от угла падения и материала отраженных поверхностей.

Вектор \ может быть спроецирован на 2 плоскости, которые взаимно перпендикулярны, в любой момент времени.

Рис. 7. Разложение вектора \ по осям

Это означает, что поляризованную и неполяризованную волну можно представить как суперпозицию двух линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях волн: \.

При этом в поляризованной волне обе составляющие Ex (t) и Ey (t) когерентны, то есть разность фаз между Ex (t) и Ey (t) постоянна, а в неполяризованной волне составляющие Ex (t) и Ey (t) – некогерентные, то есть разность представляет собой случайную функцию времени.

Явление двойного лучепреломления света можно объяснить тем, что во многих кристаллических веществах показатели преломления волн различны, при этом они линейно поляризованы, а плоскости взаимно перпендикулярны.

Это объясняет тот факт, что кристалл исландского шпата раздваивает проходящие через него лучи (РИСУНОК 1). На выходе из кристалла два луча линейно поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Анизотропные кристаллы — это материалы, в которых происходит двойное лучепреломление.

С помощью разложения вектора \ на составляющие по осям можно разъяснить закон Малюса (РИСУНОК 2).

Определение

Дихроизма — это явление, которое заключается в различной степени поглощении веществом света в зависимости от его поляризации. У большей части кристаллов поглощение света напрямую зависит от направления электрического вектора в световой волне.

Этой особенностью обладают пластины турмалина, которые использовал Малюс в своих опытах. Имея определенную толщину пластина турмалина почти полностью поглощает одну из взаимно перпендикулярно поляризованных волн (например, Ex) и частично пропускает вторую волну (Ey).

Направление колебаний электрического вектора в прошедшей волне называется разрешенным направлением пластины.

Пластину турмалина можно применить для получения поляризованного света, тогда она выступает в роли поляризатора, или для анализа поляризации света, тогда она является анализатором.

В настоящее время активно используются искусственные дихроичные пленки — поляроиды. Они почти целиком пропускают волну разрешенной поляризации, но не пропускают волну, поляризованную в перпендикулярной плоскости. Приходим к выводу, что поляроиды — это идеально подходящие поляризационные фильтры.

На рисунке 8 представлено прохождение естественного света через два идеальных поляроида П1 и П2, при этом разрешенные направления их повернуты друг относительно друга на некоторый угол φ.  

Первый поляроид является катализатором, он превращает естественный свет в линейно поляризованный.

Второй поляроид в данной паре выступает в роли анализатора, служит для анализа характера поляризации, падающего на него света.

Рис 8. Прохождение естественного света через два идеальных поляроида, где yy’– разрешенные направления поляроидов

Амплитуду линейно поляризованной волны после прохождения света через первый поляроид можно обозначить в виде \[E_{0}=\sqrt{I_{0} / 2}\], это приводит к тому, что пропущенная вторым поляроидом волна будет иметь амплитуду E = E cos φ.

Получаем, что интенсивность поляризации света I линейно поляризованной волны на выходе второго поляроида будет записана следующим образом: \.

Это доказывает, что в электромагнитной теории света, закон Малюса можно объяснить путем разложения вектора \ на составляющие.

Рис. 9. Модель поляризации света

Рис. 10. Модель закона Этьена Малюса

Взаимодействие человека с поляризованным светом

Поляризованный свет относится к световым волнам, которые вибрируют в определенном направлении, а не во всех направлениях, как обычный свет. Это уникальное свойство света значительное влияние о том, как люди воспринимают окружающую среду и взаимодействуют с ней. В этой статье, мы будем исследовать увлекательный мир of человеческое взаимодействие с поляризованным светом.

Можем ли мы увидеть поляризованный свет?

Человеческий глаз и замечательная способность обнаруживать и воспринимать поляризованный свет. Однако наши глаза от природы не чувствительны к поляризации световых волн. Вместо этого мы полагаемся на определенные визуальные подсказки и механизмы косвенного восприятия поляризованного света.

В одну сторону мы можем воспринимать поляризованный свет через феномен рассеяния света. Когда свет взаимодействует с частицами в атмосфере, такими как молекулы или крошечные частицы, оно разлетается в разные стороны. Этот рассеянный свет может стать поляризованным, и наши глаза могут обнаружить эта поляризация as тонкие вариации по яркости и цвету.

Другой механизм С помощью которого мы можем воспринимать поляризованный свет, является двойное лучепреломление. Двойное лучепреломление возникает, когда свет проходит через определенные материалы, например кристаллы или некоторые биологические ткани, и распадается на две перпендикулярные поляризации. Это явление может создать уникальные визуальные эффекты, Такие, как двойные изображения или узоры, которые позволяют нам косвенно воспринимать поляризацию света.

Как увидеть поляризованный свет

Хотя наши глаза в некоторой степени способны улавливать поляризованный свет, мы можем улучшить наша способность видеть и ощущать поляризованный свет через различные средства. Один общий метод через использование поляризационных фильтров. Эти фильтры предназначены для блокировки или передачи специфические поляризации света, что позволяет нам выборочно рассматривать поляризованный свет. Например, в поляризационных солнцезащитных очках используются поляризационные фильтры для уменьшения бликов от отраженный свет, Что делает Наше видение удобнее и понятнее яркая среда.

Помимо поляризационных фильтров, некоторые животные обладать замечательная способность поляризационного зрения. Определенные виды, такие как пчелы, муравьи и немного рыбы, Имеют специализированные визуальные системы которые могут напрямую воспринимать и использовать поляризованный свет. Эта способность позволяет им ориентироваться, общаться и находить Источники питания более эффективно.

Поляризованный свет также играет роль в наше восприятие мира природы. Например, поляризованное отражение света на водные поверхности может создать завораживающие узоры и цвета. Кроме того, поляризованное небо, особенно во время восхода или заката, может проявляться уникальные образцы поляризации которые добавляют к Красота of наше окружение.

Отражение света и его законы

Наверное, нет человека, который бы не наблюдал одно из явлений. Снежинки попадают в свет фар автомобиля или солнечные лучи попадают в запыленную комнату, или солнце освещает влажный воздух леса.

 

Сами снежинки не являются источниками света, но человек их видит. Но видит только те, которые падают на землю в свете фар. Падающий снег за пределами автомобиля человеческий глаз не фиксирует.

 

В пыльной комнате наблюдается плавное движение мелких пылинок в том месте, где через окно проникает солнечный свет. Но ведь это не значит, что пыль в комнате находится только там, где лучи света. Пылинки летают по всей комнате, но не видны глазом.

 

В утреннем влажном лесу там, куда прокрадываются яркие лучи, становятся видны мельчайшие капельки воды и лесные пылинки. Они тоже есть по всему лесу, но видны только, где свет.

Эти явления объясняются тем, что человеческий глаз воспринимает свет, идущий от источника или отраженный от освещенного тела.

Если взять в темноте лист бумаги, то сказать, какого цвета этот лист, невозможно. Лист – не источник света и не освещен, поэтому он невидим. Другое дело, если лист попал в руки в светлом помещении. Человек его видит, так как бумага отражает световые лучи, отраженные лучи уже попадают в глаз.

Так снежинки в свете фар, капельки воды и пылинки на свету отражают лучи света, которые и воспринимает человек.

Приведенные примеры показывают, что свет обладает свойством отражения. Как и прямолинейность распространения света, древнегреческим ученым Евклидом был открыт первый закон отражения света. «Световые лучи обратимы» – утверждали древние ученые. Современная трактовка закона следующая:

Для экспериментального подтверждения этого закона используется устройство, называемое оптическим диском.

Оптический диск.

На светлый круг этого прибора нанесена шкала с градусами. Яркая лампочка осветителя находится в светонепроницаемом футляре с очень узким отверстием. В центре диска прикрепляется отражающая поверхность, например, зеркальная пластинка. Осветитель имеет возможность перемещаться вокруг диска.

Из осветителя луч света от лампочки падает на пластинку и отражается от нее. Если переместить осветитель, направление падения луча света изменится. Соответственно изменится и направление отражения света. Но все это происходит в одной плоскости диска, что подтверждает первый закон отражения света.

При сравнении углов, которые образуются световыми лучами в этих опытах, подтверждается второй закон отражения света. Но прежде, чтобы его понять, следует изучить геометрическую схему отражения света.

На схеме представлен геометрический подход к изучению световых явлений. Пучки света заменены геометрическими лучами и добавлены некоторые геометрические элементы, нужные для исследования.

  • α – угол падения;
  • β – угол отражения.
  • прямая MN – плоскость отражения;
  • СО – перпендикуляр к поверхности отражения;
  • АО – падающий луч;
  • ОВ – отраженный луч;

Нужно четко запомнить: углы падения и отражения берутся не к поверхности отражения, а к проведенному в точку падения перпендикуляру.

Если передвигать осветитель вокруг диска, угол падения будет меняться. Угол отражения тоже изменится и будет таким же, как угол падения. Это свойство отражения является вторым законом отражения света:

Если падающий луч пойдет от точки В по направлению ВО, то он отразится от поверхности MN как раз по линии ОА. Это свойство называют обратимостью световых лучей, о чем говорили еще в древности, но дать научного объяснения не могли.

Применение поляризации света

Поляризационные фильтры используются в фотографии для устранения бликов, создаваемых отраженным светом от отражающих поверхностей, таких как вода.

Они также используются для устранения бликов, создаваемых частично поляризованным голубым светом неба, что позволяет получать более контрастные фотографии.

В химии, а также в пищевой промышленности инструмент под названием поляриметр, что позволяет измерять концентрацию определенных веществ, которые в растворе вызывают поворот угла поляризации.

Например, благодаря прохождению поляризованного света и с помощью поляриметра можно быстро определить концентрацию сахара в соках и напитках, чтобы убедиться, что она соответствует стандартам производителя и санитарным нормам.

Что такое свет? Источники света

Много тысячелетий прошло прежде, чем была выяснена природа этого замечательного явления – свет. Десятки гипотез, предположений, догадок выдвигались учеными. Но вот в конце девятнадцатого века Д. Максвелл и Г. Герц установили, что природа света электромагнитная.

Значение света в жизни человека и в природе громадно. Зарождение и развитие всего живого происходит под влиянием тепла и, конечно, света.

Свет для человека – важнейшее средство познания окружающего мира.

Основной источник света для всей Земли – это Солнце. Световые потоки устремляются к планетам от Солнца благодаря ядерным реакциям, происходящим на нем.

При изучении тепловых явлений одним из видов теплообмена названо излучением, с помощью которого Земля получает от Солнца тепло. Тепло невидимо. Та часть излучения, которая видима глазом человека, называется видимым излучением.

Именно это излучение рассматривается как световое явление.

Раздел физики, посвященный световым явлениям называют оптикой (греч. «оптикос» – «глаз», «зрительный», «видимый»).

Не умея объяснить природу света, многие древние ученые придерживались мнения о том, что световые лучи исходят из глаз человека и «ощупывают» все вокруг. Некоторые считали, что есть другое объяснение свету, но не могли его сделать, не зная теории электромагнетизма. Как же далеки были эти люди от современных знаний в оптической области физики.

Сейчас известна природа света, свойства его, строение глаза, создано большое число оптических устройств и простых приборов. Световые явления широко используются в жизни человека.

Создается световое излучение источниками света, которые бывают естественными и искусственными. Сама природа создала естественные источники света. Искусственные источники придумал и изготовил человек.

Естественные (природные) источники света:

  • Солнце и другие звезды;
  • молния;
  • полярные сияния;
  • светящиеся вещества (фосфор, радий, актиний и другие);
  • насекомые (например, светлячки, грибные комары);
  • морские животные (медузы, электрические скаты, угри и другие);
  • старые гниющие пни;
  • светящиеся грибы.

Среди таких источников есть яркие, дающие много света, а есть едва видимые в темноте.

Например, науке известно уже около семидесяти видов светящихся грибов. Из них некоторые можно увидеть ночью на расстоянии десяти метров.

Светящиеся грибы. 

Светиться могут подгнившие грузди и старые сыроежки.

Подкрашенный фосфором циферблат часов. 

Светящиеся медузы. 

Искусственные источники света:

  • всевозможные фонари и лампы;
  • прожекторы и маяки;
  • экраны телевизоров, проекторов;
  • гаджеты;
  • светящиеся рекламы;
  • свечи.

Ночной город.  

Не может деятельность человека протекать без освещения. Трудно представить современный город в ночное время без освещенного дома, улицы, квартиры.

Созданные человеком источники света.

Искусственное освещение создано человеком лишь благодаря научному подходу к изучению таких интересных явлений природы – световых.

Откуда берется поляризация света и как ее получить самостоятельно

Большая часть света, который мы видим, не поляризована. Солнце, искусственное освещение – световой поток с вектором, колеблющимся в разных направлениях, распространяется во все стороны без каких-либо ограничений.

Поляризованный свет появляется после того, как он прошел через анизотропную среду, которая может иметь разные свойства. Эта среда убирает большую часть колебаний, оставляя единственное, что и обеспечивает нужный эффект.

Чаще всего в качестве поляризатора выступают кристаллы. Если раньше применялись в основном природные материалы (например, турмалин), то сейчас есть много вариантов искусственного происхождения.

Также поляризованный свет можно получить за счет отражения от любого диэлектрика. Суть заключается в том, что при попадании светового потока в место соединения двух сред он преломляется. Это несложно увидеть, поместив карандаш или трубочку в стакан с водой.

Этот принцип используется в поляризационных микроскопах.

При явлении преломления света часть лучей поляризуется. Степень проявления этого эффекта зависит от расположения источника света и угла его падения относительно места преломления.

Что касается способов получения поляризованного света, то независимо от условий используется один из трех вариантов:

Призма Николя. Названа в честь шотландского исследователя Николя Уильяма, который изобрел ее в 1828 году. Он проводил эксперименты длительное время и через 11 лет смог получить готовый прибор, который в неизменном виде применяется до сих пор.

Отражение от диэлектрика

Тут очень важно подобрать оптимальный угол падения и учитывать степень преломления (чем больше разница в светопропускаемости двух сред, тем сильнее преломляются лучи). Использование анизотропной среды

Чаще всего для этого подбирают кристаллы с подходящими свойствами

Использование анизотропной среды. Чаще всего для этого подбирают кристаллы с подходящими свойствами

Если направить на них световой поток, на выходе можно наблюдать его параллельное разделение.

Распространение света

Чтобы лучше понять, как свет распространяется, введено понятие светового луча. А там, где лучи, там геометрия. Поэтому появился новый подход к световым явлениям, который называется геометрическая оптика.

Для практического изучения света учеными рассматриваются узкие пучки световых лучей. Для их получения используют непрозрачные экраны с отверстиями.

Каковы же главные законы, по которым свет распространяется?

Один из них подтверждается достаточно легко. Человек, который не хочет, чтобы яркий свет бил ему в глаза, приставляет ко лбу ладонь. Он видит окружающие предметы, а свет прямо в глаза ему не попадает.

 

Это говорит о том, что свет не может обогнуть ладонь и попасть в глаза наблюдателю. Этот пример показывает, что свет идет по прямой.

Значит, существует закон прямолинейного распространения света. Он звучит так:

Как на рисунке, луч света не пойдет. Он не может огибать препятствия.

Первая научная формулировка этого важного закона была дана в третьем веке до нашей эры Евклидом. В соответствии с этим законом свет в одной и той же среде не может идти по ломаной траектории и огибать препятствия

Отсюда вытекает понятие тени. Тень сопровождает человека всюду

В соответствии с этим законом свет в одной и той же среде не может идти по ломаной траектории и огибать препятствия. Отсюда вытекает понятие тени. Тень сопровождает человека всюду.

На экране тень и полутень. Источник

Если поместить между источником света предмет, например, шар, он перекроет путь световых лучей. За шаром на экране в центре тень более темная, чем по краям. Почему так?

Объяснить это можно, проведя два эксперимента.

Первый. Источник по своим размерам очень мал по сравнению с шаром и расстоянием до экрана. Такой источник света называют точечным. Пусть это будет светящаяся точка А. Та часть прямых лучей, которая упирается на шар не дойдет до экрана, и в соответствующей области его образуется темное пятно – тень. Лучи, идущие выше и ниже шара достигают цели и на экране в этой области светло.

Второй эксперимент. Берется источник света большой или сравнимый с предметом, помещенным между источником и экраном. Такой источник содержит огромное число светящихся точек, испускающих лучи. Из каждой точки, которые находятся между А и В выходит такой же пучок света, как и в первом эксперименте.

Потоки лучей из разных точек источника устремляются к экрану, но доходят до него не все. Мешает шар, дающий для каждого потока свою тень. Все тени пересекаются в центре экрана и образуют общее темное пятно – общую тень. Вокруг нее образуется область размытая, куда от одних точек свет попадает, а от других нет – это полутень.

Природа предоставила человеку яркий пример распространения света, который очень напоминает второй эксперимент. Это солнечные и лунные затмения.

Солнечное затмение.  

Они происходят, когда Солнце, Луна и Земля, двигаясь по законам Солнечной системы, выстраиваются в одну линию, как показано на схемах.

Схема солнечного затмения. Источник

Схема лунного затмения. Источник

Затмения для науки представляют большой интерес, особенно солнечные. Они позволяют наблюдать, хоть и кратковременно, состояние солнечной атмосферы, процессы внутри ее и состав.

Медицинские и научные приложения поляризованного света

Использование поляризованного света имеет широкий спектр применений в медицине и науке. Это особенно полезно для диагностики и лечения различных заболеваний и состояний, а также для проведения исследований и экспериментов.

Одной из главных областей применения поляризованного света в медицине является офтальмология. С помощью поляризационного оборудования можно осуществлять диагностику различных заболеваний глаз, таких как катаракта, глаукома, ретинопатия и других состояний. Также поляризованный свет используется в хирургии для улучшения визуализации и контрастности во время операций на глазах.

Поляризованный свет также применяется в дерматологии для диагностики и лечения кожных заболеваний, ран и ожогов. Полярископия — это метод диагностики, основанный на использовании поляризованного света, который позволяет врачам визуализировать и анализировать состояние кожи, определять наличие воспалений, инфекций и других заболеваний.

В научных исследованиях использование поляризованного света также имеет важное значение. Он применяется для изучения свойств материалов и веществ, определения направления молекулярных структур, анализа оптических свойств и взаимодействия света с веществом

Также поляризованный свет используется для исследования эффектов поляризации в различных природных явлениях, таких как отражение света от водной поверхности, поляризация света в атмосфере и других.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookX
Напишите комментарий