什么是光偏振及其实际应用

偏振光的分布不同于标准光。它是很久以前发现的，用于物理实验和日常生活中进行一些测量。了解偏振现象并不难，这将使您了解某些设备的工作原理，并找出为什么在某些条件下光不会像往常一样传播。

比较没有偏光滤镜的照片，在第二种情况下，几乎没有眩光。

什么是光偏振

光的偏振证明光是横波。也就是我们说的一般是电磁波的极化，光是其中的一种，其性质服从一般规律。

偏振是横波的一种特性，其振荡矢量总是垂直于光或其他物体的传播方向。也就是说，如果你从具有相同偏振向量的光线中选择，那么这将是偏振现象。

大多数情况下，我们会看到我们周围的非偏振光，因为它的强度矢量在所有可能的方向上移动。为了使其极化，它通过一种各向异性介质，该介质切断所有振荡并只留下一个。

普通光和偏振光的比较。

谁发现了这一现象，它证明了什么

正在考虑的概念在历史上第一次被一位著名的英国科学家使用 一、牛顿在 1706 年.但另一位研究人员解释了它的性质—— 詹姆斯·麦克斯韦.那时光波的性质是未知的，但随着各种事实的积累和各种实验的结果，越来越多的电磁波具有横向性的证据出现了。

第一个在这方面进行实验的是一位荷兰研究人员 惠更斯，这发生在 1690 年.他让光穿过一块冰岛晶石，结果他发现了光束的横向各向异性。

物理学中光偏振的第一个证据是由一位法国研究人员获得的 E. Malus.他用了两盘碧玺，最终想出了一条以他命名的法则。由于大量的实验，证明了光波的横向性，这有助于解释它们的性质和传播特征。

光的偏振是从哪里来的，怎么自己弄

我们看到的大部分光都不是偏振的。太阳， 人工照明 - 具有在不同方向上振荡的矢量的光通量，不受任何限制地向各个方向传播。

偏振光在穿过具有不同特性的各向异性介质后出现。这种环境消除了大部分波动，只剩下提供所需效果的东西。

大多数情况下，晶体充当起偏器。如果以前主要使用天然材料（例如电气石），那么现在人工来源有很多选择。

此外，偏振光可以通过任何电介质的反射获得。底线是，当 光通量 它在两种介质的交界处发生折射。通过将铅笔或管子放入一杯水中很容易看到这一点。

该原理用于偏光显微镜。

在光的折射现象中，部分光线被偏振。这种效果的表现程度取决于位置 光源 以及它相对于折射点的入射角。

至于获得偏振光的方法，无论条件如何，都使用三个选项之一：

1. 棱镜尼古拉斯.它以 1828 年发明它的苏格兰探险家尼古拉斯威廉的名字命名。他进行了很长时间的实验，11年后终于得到了一个成品，至今仍在使用。
2. 电介质的反射.在这里选择最佳入射角并考虑度数非常重要 折射 （两种介质的透光率差异越大，光线折射的越多）。
3. 使用各向异性环境.大多数情况下，为此选择具有合适特性的晶体。如果您将光通量对准它们，您可以在输出端观察到它的平行分离。

光在两种电介质界面处反射和折射时的偏振

这种光学现象是由苏格兰的一位物理学家发现的 1815年的大卫布鲁斯特.他推导出的定律显示了在一定的光入射角下，两种电介质的指标之间的关系。如果我们选择条件，那么从两种介质界面反射的光线将在垂直于入射角的平面内偏振。

布鲁斯特定律的例证。

研究人员指出，折射光束在入射平面内部分偏振。在这种情况下，并不是所有的光都被反射，部分光进入折射光束。 布鲁斯特角 是角度 反射光 完全极化。在这种情况下，反射光线和折射光线相互垂直。

要了解这种现象的原因，您需要了解以下内容：

1. 在任何电磁波中，电场的振荡总是垂直于其运动方向。
2. 该过程分为两个阶段。第一，入射波使电介质分子激发，第二，折射和反射波出现。

如果在实验中使用一种石英塑料或其他合适的矿物， 强度 平面偏振光 会很小（约占总强度的 4%）。但是如果你使用一堆板，你可以实现性能的显着提升。

顺便一提！ 布鲁斯特定律也可以使用菲涅耳公式导出。

晶体对光的偏振

普通电介质是各向异性的，光照射到它们时的特性主要取决于入射角。晶体的性质不同，当光线照射到它们时，可以观察到光线的双折射效应。这表现为：通过结构时，形成两束折射光束，它们的方向不同，它们的速度也不同。

大多数情况下，单轴晶体用于实验。其中，其中一束折射光束遵循标准定律，称为普通光束。第二个形成不同，它被称为非凡，因为它的折射特征不对应于通常的佳能。

这就是图中的双折射。

如果你旋转水晶，那么普通光束将保持不变，而非凡光束将围绕圆圈移动。大多数情况下，方解石或冰岛晶石用于实验，因为它们非常适合研究。

顺便一提！ 如果你透过水晶看环境，那么所有物体的轮廓都会一分为二。

基于晶体实验 艾蒂安·路易斯·马卢斯于 1810 年制定了这项法律 获得他名字的那一年。他推断出线偏振光在通过基于晶体制成的偏振器后具有明显的依赖性。光束通过晶体后的强度与入射光束的偏振面和滤光片之间形成的夹角余弦的平方成正比。

视频课：光的偏振，物理 11 年级。

光偏振的实际应用

所考虑的现象在日常生活中的使用比看起来要多得多。对电磁波传播规律的了解有助于制造各种设备。主要选项是：

1. 相机专用偏光滤镜可让您在拍照时摆脱眩光。
2. 驾驶员经常使用具有这种效果的眼镜，因为它们可以消除迎面而来的车辆前灯的眩光。结果，即使是远光灯也不会使驾驶员感到眩目，从而提高了安全性。
   没有眩光是由于偏振效应。
3. 地球物理学中使用的设备使研究云团的特性成为可能。它还用于研究阳光穿过云层时的偏振特征。
4. 用偏振光拍摄宇宙星云的特殊装置有助于研究那里产生的磁场的特征。
5. 在工程工业中，使用的是所谓的光弹性法。有了它，您可以清楚地确定节点和零件中出现的应力参数。
6. 设备 用过的 在创造戏剧场景时，以及在音乐会设计中。另一个应用领域是展柜和展台。
7. 测量人血液中糖含量的设备。它们通过确定偏振平面的旋转角度来工作。
8. 许多食品工业企业使用能够确定特定溶液浓度的设备。还有一些设备可以通过使用偏振特性来控制蛋白质、糖和有机酸的含量。
9. 3D 电影摄影正是通过使用文章中考虑的现象来实现的。

顺便一提！ 所有熟悉的液晶显示器和电视也是在偏振流的基础上工作的。

了解极化的基本特征可以解释周围发生的许多影响。此外，这种现象广泛应用于科学、技术、医学、摄影、电影等许多领域。