Чем отличается естественный свет от поляризованного кратко
Обновлено: 01.06.2024
В неполяризованном (естественном) свете колебания электрического и магнитного полей (или перпендикулярны направлению луча) происходят во всех направлениях, а в поляризованном - только в одной плоскости (она тоже перпендикулярна лучу). Поляризация - исключительно красивое явление, и ее можно наблюдать дома. Поместите кусочек слюды между двумя поляроидами (приспособления для фотографов), добейтесь поворотом одного из них полного погашения света (смотрите сквозь них на небо) и повертите между ними во все стороны и понаклоняйте кусочек слюды. А если вместо слюды возьмете прозрачную пластиковую крышку, например, от старой магнитофонной кассеты, увидите в ее углу в радужном цвете все механические напряжения от штамповки. Можно крышку поизгибать - напряжения побегут. Кусочек полиэтиленового пакета, растянутый между поляроидами, тоже будет радужно окрашен. Когда у меня не было поляроидов, я использовал поляризацию от отраженного (под определенным углом) дневного света от оконного стекла. А вместо второго поляроида была стопка тонких стеклянных пластинок (стопа Столетова). Но с поляроидами намного проще.
Ни чем, кроме поляризации. Кстати, естественный свет тоже можно поляризовать.
Чем отличается поляризованный свет от естественного? Естественный свет, который испускают обычные световые источники, представляет собой совокупность световых волн с различными всевозможными перпендикулярными к лучу света колебаниями вектора, которые быстро сменяют друг друга. Световая волна образуется накладыванием цуг волн, которые искускают множество атомов.
А свет, в котором направление колебаний упорядочено и имеется лишь одно их направление, называется поляризованным.
Тут всё зависит не только от длины волны, но и от толщины экрана, в котором проделана щель.
Штука в том, что да, через узкую щель свет не может пройти из-за дифракции. Но ведь свет на этой щели "тормозится" не мгновенно - есть некоторое расстояние, на которое световая волна ещё проползает, и это расстояние больше нуля. Поэтому через щель в очень тонком экране свет проходит даже если ширина щели много меньше длины волны света.
Собсно, именно на этом принципе основана сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля (правда, там не щель, а отверстие), позволяющая получать оптические изображения с разрешением намного выше дифракционного предела. Отверстие в сверхтонком экране освещает участок исследуемой поверхности, размер которого сопоставим с размером самого отверстия.
Если вытяжка работает только при включённом свете, значит кнопка света и смыкает-размыкает контакты не только света, но и всего в общем.
Там обычно один общий провод общий, а два других подключаются к разным клавишам.
Вы наверное тот, что общий подключили к клавише света.
Попробуйте не трогая проводок идущий к вытяжке, а поменять местами два проводка, подключённые к свету.
Солнечного зайчика вполне можно поймать. Самое простое- это бегать за ним с солнечной батареей. Как только он попадет на батарею, он сразу превратиться в электрический ток, а электрический ток можно собрать на аккумулятор. Так что солнечный зайчик будет пойман.
Наверное, очень маленький. Можно, конечно, посчитать площадь сферы радиусом 150 млн км (расстояние от Солнца до Земли), а потом площадь круга с радиусом 6000 км (радиус Земли). А можно иначе: взять из справочника, сколько энергии попадает на Землю от Солнца (примерно 1350 Вт на 1 кв. м), умножить на площадь Земли (порядка 500 млн кв. км, перевести в квадратные метры - в миллион раз больше), получится 7.10^17 Вт. А Солнце (тоже из справочника) излучает в секунду 3,6.10^26 Вт. Получается порядка двух миллиардных долей или две десятимиллионные доли процента. Остается сравнить этот результат с геометрическим расчетом. Но эту задачу оставляю будущим исследователям. За вопрос +1.
Вынужден добавить к ответу. Указанную площадь поверхности Земли нужно уменьшить по крайней мере в два раза, потому что Солнце освещает не всю Землю одновременно. А "по крайней мере" - потому что в разных местах освещенного земного полушария получаемая от Солнца энергия будет разной. Это помимо того, что часть солнечного света до поверхности Земли не доходит, но это не учитываем.
Теперь второй способ, значительно проще. Не нужно вычислять площади поверхностей "небесных сфер": ведь эта площадь пропорциональна квадрату линейного размера. Получаем: радиус земной орбиты 150 млн км, радиус Земли 6000 км, первый больше в 25 тысяч раз. А площади отличаются уже в 625 миллионов раз. Вот обратная величина и будет той самой долей, а именно, примерно 1,5.10^-9. То есть довольно близко к первой оценке.
Дифракция - отклонение от прямой распространения лучей, нарушение геометрической оптики.
Наблюдается этот эффект при распространении волн возле каких-либо препятствий, а именно - огибание волнами этих препятствий. Другими словами - волна распространяется в некоторых областях пространства, где есть геометрическая тень.
Одним из "хрестоматийных" примеров может быть следующий. Вы стоите за углом и слышите звуки, источника которых Вы не можете увидеть.
Хорошо дифракцию можно видеть на поверхности воды.
На фото показано прохождение плоской волны через щель шириной, значительно превышающей длину волны. Штриховыми линиями показан геометрический путь. На фото можно наблюдать, что волны выходят за геометрическую область распространения.
Волны света, которые огибают препятствия, после интерферируют (налагаются друг на друга). В результате получается дифракционная картина.
Дифракция света - это такое же явление дифракции, но только со световыми волнами.
*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.
Похожие решебники
Популярные решебники 11 класс Все решебники
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Реальная световая волна, как отмечалось ранее (§2.10) слагается из множества цугов волн, испускаемых отдельными атомами. Плоскость колебаний вектора для каждого цуга ориентирована случайным образом. Поэтому в результирующей волне колебания вектора различных направлений представлены с равной вероятностью
(рис. 2.18.1.)
 |
Такая световая волна называется естественной. Световая волна, в которой направления колебаний вектора каким-либо образом упорядочены, называется поляризованной.
 |
Если колебания вектора происходят только в одной плоскости (рис. 2.18.2), световая волна называется плоско - (или прямолинейно) поляризованной.
Плоскополяризованную волну можно получить из естественной с помощью приборов, называемых поляризаторами. Эти приборы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которую называют плоскостью поляризатора и полностью задерживают колебания, перпендикулярные к этой плоскости. Колебание с амплитудой , совершающееся в плоскости, образующей угол j с плоскостью поляризатора, можно разложить на два колебания с амплитудами
(рис. 2.18.3)
Первое колебание пройдет через прибор, а второе будет задержано. Интенсивность прошедшей волны пропорциональна , то есть равна jmcos 2 j, где jm - интенсивность колебания с амплитудой . Таким образом, колебание, параллельное плоскости поляризатора, несет с собой долю интенсивности, равную . В естественном свете все значения j равновероятны. Поэтому доля света, прошедшего через поляризатор, будет равна среднему значению cos 2 j, то есть 1/2.
Если вращать поляризатор вокруг направления естественного луча, интенсивность прошедшего света не будет меняться, изменяется лишь ориентация плоскости колебаний вектора .
Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет с амплитудой и интенсивностью jm (рис. 2.18.4).
Через поляризатор пройдет составляющая колебания с амплитудой E=Emcosj, где j - угол между плоскостью колебаний вектора в падающей волне и плоскостью поляризатора.
Следовательно, интенсивность света, прошедшего через поляризатор, определяется выражением
j=jmcos 2 j. (2.18.1)
Выражение (2.18.1) называется законом Малюса.
 |
Свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями других направлений, называется частично поляризованным. Такой свет можно рассматривать как смесь естественного и плоскополяризованного. Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении прибора интенсивность прошедшего света будет изменяться в пределах от jmax до jmin. Степенью поляризации называют выражение
(2.18.2)
Из (2.18.2) следует, что для плоскополяризованного света Р =1, а для естественного Р = 0.
При наложении друг на друга двух когерентных плоскополяризованных световых волн, плоскости колебаний вектора , в которых взаимно перпендикулярны, получается волна, в которой вектор изменяется со временем так, что его конец описывает эллипс (рис.2.18.5).
Такой свет называется эллиптическим поляризованным. При разности фаз колебаний, кратной p, эллипс вырождается в прямую и получается плоскополяризованный свет. При разности фаз колебаний, равной нечетному числу , и равенстве амплитуд эллипс превращается в окружность. В этом случае получается свет, поляризованный по кругу(§ 1.7).
В зависимости от направления вращения вектора различают правую и левую эллиптическую и круговую поляризацию.
Искусственное двойное лучепреломление.
Эффект Керра
Двойное лучепреломление может возникать в прозрачных изотропных телах, а также в кристаллах кубической системы под влиянием различных воздействий. В частности, это происходит при механических деформациях тел. Мерой возникающей оптической анизотропии может служить разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей. Опытным путем установлено, что эта разность пропорциональна напряжению sв данной точке тела:
где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества.
Поместим стеклянную пластинку Q между скрещенными поляризаторами P и P'
(рис. 2.18.9).
Пока стекло не деформировано, такая система не пропускает свет. Если стекло подвергнуть одностороннему сжатию, то в прошедших лучах будет наблюдаться картина, содержащая цветные полосы. Каждая полоса соответствует одинаково деформированным местам пластинки. Следовательно, по характеру и расположению полос можно судить о распределении напряжений внутри пластинки.
В 1875 году Керр обнаружил, что в жидкостях (и в аморфных твердых телах) под воздействием электрического поля возникает двойное лучепреломление. Это явление получило название эффекта Керра. На рис. 2.18.10 представлена схема установки для наблюдения эффекта Керра в жидкостях.
Ячейка Керра представляет собой герметичную кювету с жидкостью, в которую помещены пластины конденсатора. При подаче напряжения между пластинами создается однородное электрическое поле. Под действием электрического поля жидкость приобретает свойства одноосного кристалла с оптической осью, ориентированной вдоль поля. Разность показателей преломления no и пе пропорциональна квадрату напряженности поля:
На пути l между обыкновенным и необыкновенным лучами возникает разность хода:
или разность фаз
Последнее выражение принято записывать в виде
d =2pBlE 2 , (2.18.7)
где В - характерная для вещества величина, называемая постоянной Керра, зависящая от температуры и длины волны света lо.
Эффект Керра объясняется оптической анизотропией молекул жидкости, то есть различной поляризуемостью молекул по разным направлениям.Под действием поля молекулы поворачиваются так, что их дипольные моменты ориентируются вдоль поля.
В результате жидкость становится анизотропной. Времяв течение которого устанавливается или исчезает преимущественная ориентация молекул, составляет около 10 -10 с. Таким образом, ячейка Керра, помещенная между скрещенными поляризаторами (рис. 2.18.10), может служить практически безинерционным световым затвором. В отсутствии напряжения затвор будет закрыт. При включении напряжения затвор пропускает значительную часть света, падающего на первый поляризатор. Такое устройство может быть использовано в оптических линиях связи для передачи информации, в частности, для осуществления амплитудной модуляции оптического излучения на очень высоких (до 10 10 Гц) частотах.
Дисперсия ЭМВ
Дисперсией ЭМВ. называются явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от частоты (или длины) электромагнитной волны. Такая зависимость характеризуется функцией
где l0 - длина волны в вакууме.
Для всех прозрачных бесцветных веществ функция (2.19.1) в видимой части спектра описывается кривой, представленной на рисунке 2.19.1.
Дисперсией веществаназывается величина . Как видно на рис.2.19.1, с уменьшением l0 величина увеличивается по модулю. Такой характер дисперсии называют нормальным. В большинстве случаев зависимость n(l0) в области нормальной дисперсии может быть представлена приближенно формулой
(2.19.2)
где a, b – постоянные, значения которых для каждого вещества определяются экспериментально. В этом случае дисперсия вещества зависит от l0 в соответствии с выражением
(2.19.3)
Если вещество поглощает часть излучения, то в области поглощения и вблизи нее дисперсия обнаруживает аномалию(рис.2.19.2) в том, что короткие волны преломляются меньше, чем длинные. Такой ход зависимости n от l называется аномальной дисперсией.
Рассеяние света возникает только в неоднородной среде. Световые волны, дифрагируя на неоднородностях среды, дают дифракционную картину, характеризующуюся довольно равномерным распределением интенсивности по всем направлениям. Такую дифракцию на мелких неоднородностях называют рассеянием света.
Среды с явно выраженной оптической неоднородностью носят название мутных сред. К их числу относятся:
1) дымы, то есть взвеси мельчайших твердых частиц в газах;
2) туманы-взвеси в газах мельчайших частиц жидкости;
3) взвеси или суспензии, образованные плавающими в жидкости твердыми частичками;
4) эмульсии, то есть взвеси мельчайших капелек одной в другой, не растворяющей первую;
5) твердые тела вроде перламутра, опалов, молочных стекол.
В результате рассеяния света в боковых направлениях интенсивность в направлении распространения убывает быстрее, чем в случае одного поглощения. Поэтому для мутного вещества в выражении (2.19.11), наряду с коэффициентом истинного поглощения c, должен стоять добавочный коэффициент c ' , обусловленный рассеянием:
J=J0e -( c + c ')l . (2.19.12)
Величина c' носит название коэффициента экстинкции. Если размеры неоднородностей малы по сравнению с длиной световой волны (не более 0,1l), интенсивность рассеянного света J оказывается пропорциональной четвертой степени частоты и обратно пропорциональной четвертой степени длины волны:
(2.19.13)
Эта зависимость носит название закона Рэлея. Даже тщательно очищенные от посторонних примесей и загрязнений жидкости и газы, которые нельзя считать мутными средами, в некоторой степени рассеивают свет. Л.И.Мандельштам и М.Смолуховский установили, что причиной проявления оптических неоднородностей является в этом случае флуктуации плотности.Эти флуктуации вызваны беспорядочным движением молекул вещества; поэтому обусловленное ими рассеяние света называется молекулярным.
Молекулярным рассеянием объясняется голубой цвет неба. Непрерывно возникающие в атмосфере, вследствие беспорядочного молекулярного движения, места сгущения и разрежения воздуха рассеивают солнечный свет. При этом согласно закону Рэлея голубые и синие лучи рассеиваются сильнее, чем желтые и красные, обуславливая голубой цвет неба. Когда Солнце находится низко над горизонтом, распространяющиеся непосредственно от него лучи проходят большую толщину рассеивающей среды, в результате чего они оказываются обогащенными большими длинами волн. По этой причине небо на заре окрашивается в красные тона.
Естественный и поляризованный свет.
Закон Малюса
Реальная световая волна, как отмечалось ранее (§2.10) слагается из множества цугов волн, испускаемых отдельными атомами. Плоскость колебаний вектора для каждого цуга ориентирована случайным образом. Поэтому в результирующей волне колебания вектора различных направлений представлены с равной вероятностью
(рис. 2.18.1.)
| |
Такая световая волна называется естественной. Световая волна, в которой направления колебаний вектора каким-либо образом упорядочены, называется поляризованной.
| |
Если колебания вектора происходят только в одной плоскости (рис. 2.18.2), световая волна называется плоско - (или прямолинейно) поляризованной.
Плоскополяризованную волну можно получить из естественной с помощью приборов, называемых поляризаторами. Эти приборы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которую называют плоскостью поляризатора и полностью задерживают колебания, перпендикулярные к этой плоскости. Колебание с амплитудой , совершающееся в плоскости, образующей угол j с плоскостью поляризатора, можно разложить на два колебания с амплитудами
(рис. 2.18.3)
Первое колебание пройдет через прибор, а второе будет задержано. Интенсивность прошедшей волны пропорциональна , то есть равна jmcos 2 j, где jm - интенсивность колебания с амплитудой . Таким образом, колебание, параллельное плоскости поляризатора, несет с собой долю интенсивности, равную . В естественном свете все значения j равновероятны. Поэтому доля света, прошедшего через поляризатор, будет равна среднему значению cos 2 j, то есть 1/2.
Если вращать поляризатор вокруг направления естественного луча, интенсивность прошедшего света не будет меняться, изменяется лишь ориентация плоскости колебаний вектора .
Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет с амплитудой и интенсивностью jm (рис. 2.18.4).
Через поляризатор пройдет составляющая колебания с амплитудой E=Emcosj, где j - угол между плоскостью колебаний вектора в падающей волне и плоскостью поляризатора.
Следовательно, интенсивность света, прошедшего через поляризатор, определяется выражением
j=jmcos 2 j. (2.18.1)
Выражение (2.18.1) называется законом Малюса.
| |
Свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями других направлений, называется частично поляризованным. Такой свет можно рассматривать как смесь естественного и плоскополяризованного. Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении прибора интенсивность прошедшего света будет изменяться в пределах от jmax до jmin. Степенью поляризации называют выражение
(2.18.2)
Из (2.18.2) следует, что для плоскополяризованного света Р =1, а для естественного Р = 0.
При наложении друг на друга двух когерентных плоскополяризованных световых волн, плоскости колебаний вектора , в которых взаимно перпендикулярны, получается волна, в которой вектор изменяется со временем так, что его конец описывает эллипс (рис.2.18.5).
Такой свет называется эллиптическим поляризованным. При разности фаз колебаний, кратной p, эллипс вырождается в прямую и получается плоскополяризованный свет. При разности фаз колебаний, равной нечетному числу , и равенстве амплитуд эллипс превращается в окружность. В этом случае получается свет, поляризованный по кругу(§ 1.7).
В зависимости от направления вращения вектора различают правую и левую эллиптическую и круговую поляризацию.
Чем поляризация света от естественного источника отличается от света, прошедшего через светофильтр
чем поляризация света от естественного источника отличается от света, прошедшего через светофильтр?
Как отличить линейно поляризованный свет от естественного
Подскажите пожалуйста как можно отличить линейнополяризованный свет от естественного и света других.
Кто прольёт свет чем этот php-скрипт кодирован и поддаётся ли раскодировке?
HR+cP/0wbV4S4cx6OO40qX4IEn0LBsUy/uIyHDsPV11Mb8xYUs3DaEmeQbENXMwsREnV20HixqX0.
Решение
Неполяризованный или естественный свет представляет собой электромагнитные волны со всевозможными равновероятностными ориентациями вектора электрического поля. В поляризованном свете колебания электрического и магнитного полей совершаются в строго определённых направлениях.
Плоскополяризованный свет характеризуется тем, что электрический вектор колеблется в одной плоскости, проходящей через направление луча. Подробно можно почитать в Пихтине "Квантовая и оптическая электроника"
Чем отличается this от *this?
Привет всем ! вот код template<typename Key, typename Value> Dictionary<Key, Value>&.
Чем отличается if от (?:)
Здравствуйте. Почитываю С++, сам программирую в Делфи. Вот немного запутался. В делфи есть условный.
Чем отличается =- от -=
Только подробно опишите пожалуйста,у меня из-за этого программа в циклах не правильно считает
Читайте также: