편광이란 무엇이며 실제 적용

편광된 빛은 전파가 표준 빛과 다릅니다. 그것은 꽤 오래 전에 발견되었으며 물리적 실험과 일상 생활에서 일부 측정을 수행하는 데 사용됩니다. 편광 현상을 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 일부 장치의 작동 원리를 이해하고 특정 조건에서 빛이 정상적으로 퍼지지 않는 이유를 알 수 있습니다.

편광 필터가 없는 사진과 없는 사진의 비교, 두 번째 경우에는 눈부심이 거의 없습니다.

편광이란 무엇입니까

빛의 편광은 빛이 횡파임을 증명합니다. 즉, 우리는 일반적으로 전자기파의 편광에 대해 이야기하고 있으며 빛은 그 특성이 일반 규칙의 적용을받는 품종 중 하나입니다.

편광은 진동 벡터가 항상 빛의 전파 방향 또는 다른 것에 수직인 횡파의 특성입니다. 즉, 동일한 편광 벡터를 가진 광선을 분리하면 편광 현상이 됩니다.

강도 벡터가 가능한 모든 방향으로 움직이기 때문에 우리 주변에서 편광되지 않은 빛을 가장 자주 볼 수 있습니다. 편광을 만들기 위해 모든 진동을 차단하고 하나만 남기는 이방성 매질을 통과합니다.

일반광과 편광의 비교.

현상을 발견한 사람과 그것이 증명하는 것

문제의 개념은 유명한 영국 과학자에 의해 처음 사용되었습니다. ㅇ. 1706년 뉴턴.. 그러나 그 성질은 다른 연구원에 의해 설명되었습니다. 제임스 맥스웰.. 그 당시에는 광파의 성질이 알려지지 않았으나 다양한 사실과 다양한 실험의 결과가 축적되면서 전자파의 횡방향 성질에 대한 증거가 점점 더 많이 나타났다.

이 지역에서 처음으로 실험한 사람은 네덜란드 탐험가였습니다. 1690년, 호이겐스.. 그는 아이슬란드 장석 판을 통해 빛을 통과시켰고 그 결과 빔의 횡방향 이방성을 발견했습니다.

물리학에서 빛의 편광에 대한 첫 번째 증거는 프랑스 연구원에 의해 얻어졌습니다. ㅇ. 말루스. 그는 두 개의 전기석을 사용하여 결국 자신의 이름을 딴 법칙을 도출했습니다. 수많은 실험을 통해 광파의 가로 특성이 입증되어 광파의 특성과 전파 특성을 설명하는 데 도움이 되었습니다.

빛의 편광은 어디에서 왔으며 어떻게 얻을 수 있습니까?

우리가 보는 대부분의 빛은 편광되지 않습니다. 해, 인공 조명 - 벡터가 서로 다른 방향으로 진동하는 빛은 제한 없이 모든 방향으로 퍼집니다.

편광된 빛은 속성이 다를 수 있는 등방성 매질을 통과한 후에 나타납니다. 이 매체는 대부분의 진동을 제거하고 원하는 효과를 제공하는 하나만 남깁니다.

대부분의 경우 결정은 편광판 역할을 합니다. 과거에는 대부분 천연 재료(예: 전기석)가 사용되었지만 이제는 인공 기원의 많은 변형이 있습니다.

또한 모든 유전체에서 반사되어 편광을 얻을 수 있습니다. 아이디어는 언제 광속 두 매체의 교차점에서 굴절됩니다. 이것은 물 한 컵에 연필이나 튜브를 넣으면 쉽게 볼 수 있습니다.

이 원리는 편광 현미경에 사용됩니다.

빛의 굴절 현상에서 일부 광선은 편광됩니다. 이 효과의 범위는 위치에 따라 다릅니다. 광원 및 굴절 위치에 대한 빛의 입사각.

편광을 얻는 방법과 관련하여 조건에 관계없이 세 가지 옵션 중 하나가 사용됩니다.

1. 니콜라스 프리즘.. 1828년에 그것을 발명한 스코틀랜드 탐험가 Nicolas William의 이름을 따서 명명되었습니다. 그는 오랜 시간 동안 실험했고 11년 후에 완성된 장치를 얻을 수 있었고 오늘날에도 변하지 않은 형태로 사용됩니다.
2. 유전체로부터의 반사. 여기서 최적의 입사각을 찾고 입사각을 고려하는 것이 매우 중요합니다. 굴절의 (두 매체의 투과율 차이가 클수록 광선이 더 많이 굴절됩니다).
3. 이방성 매체 사용. 대부분의 경우 적절한 특성을 가진 결정이 이러한 목적으로 선택됩니다. 광속이 그들을 향하면 출력에서 ​​평행 분리가 관찰될 수 있습니다.

두 유전체의 계면에서 반사와 굴절에 의한 빛의 편광

이 광학 현상은 스코틀랜드의 물리학자에 의해 발견되었습니다. ...1815년 데이비드 브루스터 저.... 그가 도출한 법칙은 빛의 특정 입사각에서 두 유전체의 지수 사이의 관계를 보여주었습니다. 조건이 선택되면 두 매체의 경계면에서 반사된 광선이 입사각에 수직인 평면에서 편광됩니다.

브루스터의 법칙을 보여주는 그림.

연구원은 굴절된 빔이 입사면에서도 부분적으로 편광된다는 점에 주목했습니다. 모든 빛이 반사되는 것은 아니며 일부는 굴절된 빔으로 들어갑니다. 브루스터 각도 는 각도입니다 반사광 완전히 양극화되어 있습니다.반사 광선과 굴절 광선은 서로 수직입니다.

이 현상의 원인을 이해하려면 다음을 알아야 합니다.

1. 모든 전자기파에서 전기장의 진동은 항상 운동 방향에 수직입니다.
2. 프로세스는 두 단계로 나뉩니다. 첫째, 입사파는 유전체 분자를 동요시킵니다. 두 번째에는 굴절 및 반사파가 있습니다.

실험에서 석영 또는 기타 적절한 광물의 단일 판을 사용하는 경우, 강도 평면 편광의 작을 것입니다(총 강도의 4% 정도). 그러나 플레이트 스택을 사용하면 성능이 크게 향상될 수 있습니다.

그런데! 브루스터의 법칙은 프레넬 공식을 사용하여 유도할 수도 있습니다.

크리스탈에 의한 빛의 편광

일반 유전체는 등방성이며 이들을 비추는 빛의 특성은 주로 입사각에 따라 달라집니다. 크리스탈은 다른 속성을 가지고 있습니다. 빛이 그들에게 떨어지면 광선의 이중 굴절 효과를 관찰할 수 있습니다. 이것은 다음과 같이 나타납니다. 구조를 통과할 때 서로 다른 방향으로 가는 두 개의 굴절된 광선이 형성되고 속도도 다릅니다.

대부분의 경우 일축 결정이 실험에 사용됩니다. 그 중 굴절 빔 중 하나는 표준 법칙을 따르며 보통이라고합니다. 두 번째 빔은 다르게 형성되며 굴절의 특성이 일반적인 캐논과 일치하지 않기 때문에 특별하다고합니다.

이것은 다이어그램에서 복굴절이 어떻게 보이는지입니다.

수정을 회전하면 일반 광선은 변경되지 않고 비정상 광선은 원주를 따라 움직입니다. 방해석이나 아이슬란드산 장석은 연구에 적합하기 때문에 실험에 가장 많이 사용됩니다.

그런데! 수정을 통해 주변을 보면 모든 물체의 윤곽이 분기됩니다.

결정체 실험을 기반으로 합니다. Etienne Louis Malus는 1810년에 법을 제정했습니다. 그의 이름을 딴 1810년. 그는 결정으로 만든 편광판을 통과한 직선 편광의 명확한 관계를 도출했습니다. 크리스탈을 통과한 빔의 세기는 입사빔의 편광면과 필터 사이에 형성된 각도의 코사인 제곱에 비례하여 감소합니다.

비디오 수업: 빛의 편광, 11학년 물리학.

편광의 실용화

문제의 현상은 보이는 것보다 훨씬 더 자주 일상 생활에서 사용됩니다. 전자기파의 전파 법칙에 대한 지식은 다양한 장비를 만드는 데 도움이 되었습니다. 주요 옵션은 다음과 같습니다.

1. 카메라용 특수 편광 필터를 사용하면 사진을 찍을 때 눈부심을 제거할 수 있습니다.
2. 이 효과가 있는 안경은 다가오는 차량의 헤드라이트에서 눈부심을 제거하기 때문에 운전자가 자주 사용합니다. 그 결과 상향등도 운전자를 현혹시키지 않아 안전성을 높였습니다.
   눈부심이 없는 것은 편광 효과 때문입니다.
3. 지구 물리학에 사용되는 장비를 사용하면 구름 질량의 특성을 연구할 수 있습니다. 또한 구름을 통과하는 햇빛의 편광 특성을 연구하는 데 사용됩니다.
4. 공간 성운을 편광으로 촬영하는 특수 설치물은 그곳에서 발생하는 자기장의 특성을 연구하는 데 도움이 됩니다.
5. 소위 광탄성 방법은 기계 공학에서 사용됩니다. 그것의 도움으로 노드와 부품에서 발생하는 응력의 매개 변수를 명확하게 결정할 수 있습니다.
6. 장비 사용 콘서트 장식뿐만 아니라 연극 풍경의 창조. 또 다른 적용 분야는 쇼케이스 및 전시 스탠드입니다.
7. 사람의 혈당 수치를 결정하는 장치. 그들은 편광 평면의 회전 각도를 결정하여 작동합니다.
8. 식품 산업의 많은 기업은 특정 용액의 농도를 결정할 수 있는 장비를 사용합니다.편광 특성을 사용하여 단백질, 당 및 유기산을 모니터링할 수 있는 장치도 있습니다.
9. 3D 영화 촬영은 이 기사에서 논의된 현상을 사용하여 정확하게 작동합니다.

그런데! 친숙한 액정 모니터와 텔레비전도 편광 플럭스를 기반으로 작동합니다.

편광의 기본 기능에 대한 지식을 통해 우리 주변에서 발생하는 많은 효과를 설명할 수 있습니다. 또한 이 현상은 과학, 기술, 의학, 사진, 촬영 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다.