편광이란 무엇입니까? - 물리적 인

편광 전자기 방사는 전파 방향에 수직 한 평면에서 진동한다. 평면의 진동은 광파의 전기장 벡터가 편광의 xy 평면의 경우와 같이 두 개의 직사각형 구성 요소의 공간에 평행하게 진동한다는 것을 의미합니다.

자연광 또는 인공광은 전파 방향에 수직 인 모든 평면에서 전기장이 무작위로 진동하는 전자기 복사의 파동 열입니다. 방사선의 일부만 단일 평면에서 진동하도록 제한되면 빛이 편광된다고합니다.

평면에서 수직으로 편광 된 광파는 비 편광 된 광파가 편광 격자에 충돌합니다. 작성자 : Bob Melish (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wire-grid-polarizer.svg) Wikimedia Commons

편광을 얻는 한 가지 방법은 단일 방향으로 배향 된 폴리머 구조로 구성된 편광 필터에 광선을 쳐서 동일한 평면에서 진동하는 파동 만 통과하고 나머지 파동은 흡수하는 것입니다. .

필터를 통과하는 광선은 입사 광선보다 강도가 낮습니다. 이 기능은 편광과 비 편광을 구별하는 방법입니다. 인간의 눈은 하나와 다른 것을 구별하는 능력이 없습니다.

빛은 파동 전파 방향에 따라 선형, 원형 또는 타원형 편광이 될 수 있습니다. 또한 반사, 굴절, 회절 및 복굴절과 같은 물리적 과정을 통해 편광을 얻을 수 있습니다.

선형 편광

광파의 전계가 지속적으로 진동하여 전파에 수직 인 평면에서 직선을 묘사 할 때 빛은 선형 편광이라고합니다. 이 분극 상태에서 전기장의 두 구성 요소의 위상은 동일합니다.

서로 수직 인 평면에서 진동하는 두 개의 선형 편파가 중첩되면 또 다른 선형 편파가 얻어진다. 얻은 광파는 이전 광파와 위상이 일치합니다. 두 파동은 같은 시간에 동일한 변위를 나타낼 때 위상이 같습니다.

선형, 원형 및 타원형 편광. 유도 부하에 의해. (https://commons.wikimedia.org)

전파에 수직 인 동일한 평면에서 전기장 벡터가 원형 방식으로 진동하는 광파는 원형으로 편광됩니다. 이 분극 상태에서 전기장의 크기는 일정하게 유지됩니다. 전기장의 방향은 시계 방향 또는 시계 반대 방향입니다.

편광의 전기장은 일정한 각 주파수 ω를 갖는 원형 경로를 나타냅니다.

90 °의 위상차로 서로 수직으로 겹쳐진 두 개의 선형 편광 된 광파가 원형 편광 된 광파를 형성합니다.

이 편광 상태에서 광파의 전기장은 전파에 수직 인 전체 평면에서 타원을 나타내며 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전합니다.

서로 수직 인 두 개의 광파가 중첩되어 하나는 선형 편광이고 다른 하나는 원형 편광이며 위상 편이는 90 °이며 타원 편광을 갖는 광파가됩니다. 편광 된 광파는 원형 편광의 경우와 유사하지만 전기장의 크기가 다양합니다.

반사 편광 된 빛은 1808 년에 Malus에 의해 발견되었습니다. 굴절 된 광선과 반사 된 광선 사이의 각도는 90 °입니다.

반사 된 광선은 전파 방향에 수직 인 평면에서 진동하여 선형으로 편광되며 편광 정도는 입사각에 따라 달라집니다.

반사 된 광선이 완전히 편광되는 입사각을 브루스터 각도 (θ _B ) 라고합니다.

편광되지 않은 빛의 빔이 유리판 스택에 브루스터 각도 (θ _B )로 입사되면 입사면에 수직 인 일부 진동이 각 판에서 반사되고 나머지 진동은 굴절됩니다.

결과적으로 모든 반사 된 빔은 동일한 평면에서 편광되고 굴절 된 빔은 부분적으로 편광됩니다.

표면 수가 많을수록 굴절 된 광선은 평면에 수직 인 더 많은 진동을 잃게됩니다. 궁극적으로 투과 된 빛은 비 편광 된 빛과 동일한 입사면에서 선형으로 편광됩니다.

매질에 떠있는 작은 입자에 떨어지는 빛은 원자 구조에 흡수됩니다. 원자와 분자에 유도 된 전기장은 입사광의 진동면에 평행 한 진동을가집니다.

마찬가지로 전기장은 전파 방향에 수직입니다. 이 과정에서 원자는 가능한 모든 방향으로 굴절되는 광자를 방출합니다.

방출 된 광자는 입자에 의해 산란 된 빛의 파동 세트를 구성합니다. 입사광 빔에 수직 인 산란광 부분은 선형 편광됩니다. 평행 방향으로 산란 된 빛의 다른 부분은 편광되지 않고 입자에 의해 산란 된 나머지 빛은 부분적으로 편광됩니다.

입사광의 파장과 비슷한 크기의 입자의 산란을 레일리 산란이라고합니다. 이러한 유형의 산란은 하늘의 파란색 또는 일몰의 빨간색을 설명 할 수있게합니다.

레일리 산란은 파장의 4 제곱 (1 / λ ⁴ )에 반비례하는 종속성을 갖습니다 .

복굴절은 두 개의 굴절률을 가진 방해석 및 석영과 같은 일부 재료의 특성입니다. 복굴절 편광은 빛의 광선이 복굴절 재료에 떨어지면 반사 된 광선과 두 개의 굴절 된 광선으로 분리됩니다.

두 개의 굴절 된 광선 중 하나는 다른 광선보다 더 많이 벗어나며 입사면에 수직으로 진동하고 다른 광선은 평행하게 진동합니다. 두 광선 모두 입사면에 대한 선형 편광으로 재료에서 나옵니다.