لماذا يحصل الضوء على الاستقطاب عندما ينعكس وينكسر؟

لماذا يحصل الضوء على الاستقطاب عندما ينعكس وينكسر؟
Anonim

إجابة سريعة:

الضوء عبارة عن موجة عرضية ، مما يعني أن المجال الكهربائي (وكذلك المجال المغناطيسي) متعامد مع اتجاه انتشار الضوء (على الأقل في الوسائط الخواص التناظرية - ولكن دعنا نبقي الأمور بسيطة هنا).

لذلك عندما يكون المصادفة مضاءة على حدود وسيطتين ، يمكن اعتبار أن المجال الكهربائي به مكونان - أحدهما في مستوى الإصابة ، والآخر عمودي عليه. بالنسبة للضوء غير المستقطب ، يتقلب اتجاه الحقل الكهربائي بشكل عشوائي (بينما يبقى عمودي ا على اتجاه الانتشار) ونتيجة لذلك ، يكون المكونان متساويان في الحجم.

يمكن معرفة مقدار كل مكون وينعكس باستخدام قوانين الكهرومغناطيسية. دون الخوض في التفاصيل الرياضية هنا اسمحوا لي أن أقتبس نتيجة - و # ف # لا ينعكس الاستقطاب (مكون المجال الكهربائي في مستوى الإصابة) على الاطلاق إذا كانت زاوية الإصابة # # ثيتا يرضي

#theta = theta_B = tan ^ -1 (n_2 / n_1) #

أين # # N_1 و # # n_2 هما الفهارس الانكسار. وتسمى هذه الزاوية زاوية بروستر. بالنسبة للضوء الذي يسافر من الهواء إلى الماء ، فإن هذه القيمة لها قيمة تقريبية # 53 ^ CIRC #

الآخر ، ما يسمى # ق # ينتقل المكون ، المكون العمودي لمستوى الإصابة ، وينعكس في كل زوايا الإصابة (على الرغم من أن الكسر يتغير مع # # ثيتا).

لذلك ، عندما يكون الضوء في زاوية Brewster - لا يوجد للشعاع المنعكس أي مكون في مستوى الاستقطاب. انها تماما # ق # الاستقطاب. هذا هو السبب في أن زاوية بروستر تسمى أيضا زاوية الاستقطاب.

بالنسبة إلى زوايا الإصابة القريبة من زاوية بروستر ، فإن الشعاع المنعكس له الكثير # ق # الاستقطاب من # ف # الاستقطاب - وهكذا فهو مستقطب جزئي ا.

تحتوي الحزمة المنقولة على كلا المكونين ، وبالتالي فهي غير مستقطبة تمام ا. ومع ذلك ، في زاوية بروستر ، كل من # ف # ينتقل مكون (لا انعكاس) وفقط جزء من # ق # ينتقل المكون (ينعكس الباقي) - وبالتالي فإن الضوء المنقول جزئي ا # ف # الاستقطاب. هذا صحيح بالنسبة للزوايا القريبة من زاوية بروستر أيض ا.