زاویه بروستر در مبحث نور چیست ؟

زاویه بروستر

زاویه بروستر (Brewster Angel)

اگر زاویه تابش را چنان تنظیم نماییم که در مرز مشترک دو محیط هیچ بازتابی نداشته باشیم و تمام نورها بر محیط دوم گذر نمایند در چنین حالتی ضریب بازتاب در سیستم صفر می‌شود، در این صورت زاویه تابش را زاویه بروستر می‌نامند.به ازای این زاویه بخصوص قانون اسنل به شکل زیر در می‌آید:(n1 sini = n2 sin (180-iبنابراین: i = arctan n2/n1 و با حرف B اول کلمه Brewster که کاشف اول زاویه بروستر می‌باشد، نشان می‌دهند (i = B). اگر ضریب شکست نسبی دو محیط (n = n2/n1) باشد، خواهیم داشت:B = arc tan nبه عنوان مثال برای شیشه با ضریب شکست n = 1.5 در بازتاب بیرونی از هوا به شیشه B = arctan 1.5 = 57 درجه و برای بازتاب درونی از شیشه به هوا B = arctan 1/1.5 = 33 درجه می‌باشد.عکس پیدا نشدمفهوم فیزیکی اگر زاویه تابش سیستم برابر زاویه بروستر باشد، به این معنی است که سیستم به عنوان عبور کننده عمل می‌کند و هیچ انعکاسی از مرز نخواهیم داشت. در واقع بخاطر وجود پاشندگی محیطها این زاویه تابعی از طول موج است، با این حال این تغییر طول موجی در ناحیه نور مرئی بسیار کم است.کاربردهای زاویه بروستردر موجبر نوری از این زاویه استفاده می‌شود و سیستم موج تابشی تحت زاویه بروستر را هدایت می‌کند. در این موجبرها می‌توان اتلاف نور را بسیار کم کرد، این وسیله در مخابرات اپتیکی (با نور لیزر) ، داده پردازی و سایر کاربردها حائز اهمیت است.جهت قطبش نورها از این زاویه استفاده می‌نمائیم. اگر با روابط اپتیکی فرنل ، دامنه و بازتاب اموج الکترومغناطیسی طولی (موج قطبی p) را حساب نماییم، همین زاویه بروستر به عنوان زاویه تابش برای آن سیستم نیز معرفی می‌شود. بنابراین امواج الکترومغناطیسی بر اثر تابش تحت این زاویه کاملا قطبیده هستند و مولفه عبوری نور قطبیده می‌باشد و برای قطبی کردن امواج طولی از این روش استفاده می‌شود.در حالت کلی اگر نور غیر قطبی تحت زاویه بروستر بر سطحی بتابد نور بازتابی به طور خطی قطبیده(قطبش خطی نور) و بردار میدان الکتریکی آن عمود بر صفحه تابش خواهد بود و نور عبوری به طور جزئی قطبیده است . درست است که کل نور بازتابی قطبیده است اما فقط بخشی از نور بازتاب می شود بنابراین تولید نور قطبی با روش بازتاب تحت زاویه بروستر برای موج الکترومغناطیسی عرضی (موج قطبی s) مناسب نیست .همانند زاویه حد جهت یافتن ضریب شکست یک محیط مجهول با این تئوری سیستمی می سازند. طوری که در آن ضریب شکست سیستم را بدست می دهد. n = tan B طراحی عملی دستگاه چنین است که اگر سیستم در حالتی قرار گیرد که در اثر نور تابشی، بازتابی از خود نشان ندهد، یعنی در زاویه بروستر تنظیم شده است. با اندازه گیری این زاویه توسط رابطه اخیر ضریب شکست محیط مجهول بدست می‌آید.در کالیبراسیون دستگاههای اندازه گیری نوری و تنظیم و کنترل سیستمهای اتوماتیک نوری و برخی اجاقهای خورشیدی و بخصوص سویچ زنی بروستر (که در آن نقش پلاروید را دارد) و در ساختمان اکثر دستگاههای نوری و موجی دیگر بکار می‌رود.دریچه بروستر اگر نور موءلفه طولیش که بطور خطی قطبیده است بر متوازی السطوحی شیشه‌ای تحت زاویه بروستر بتابد در این صورت نورها از سطح اول بازتاب نمی‌شود. بازتاب داخلی از سطح دوم نیز وجود ندارد و تمام موج فرودی از تیغه متوازی السطوح عبور می‌کند به عبارتی تیغه متوازی السطوح برای موج قطبیده خطی طولی کاملا شفاف است، چنین دستگاههایی به دریچه بروستر معروفند، در دستگاههای لیزری زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ماهیت ذر‌ه‌ای اسحاق نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.ماهیت موجی همزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629) طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با بکار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی هستند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.ماهیت الکترومغناطیس بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکترومغناطیسی شامل: موج رادیویی ، تابش فرو سرخ ، نور مرئی از قرمز تا بنفش ، تابش فرابنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما می‌باشد.ماهیت کوانتومی نور طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول قرن بیستم بوسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترومغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترومغناطیسی به مقادیر گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌گیرد.نظریه مکملی نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابراین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد، برخی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آنرا نشان می‌دهد و برخی دیگر مانند پدیده فوتوالکتریک ، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.تعریف واقعی نور چیست؟ تعریف دقیقی برای نور نداریم، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی باهم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را می‌کنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌کند در حالی که نظریه کوانتومی برهمکنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ، نظریه جامعی که کوانتوم الکترودینامیک نام دارد، شکل می‌گیرد. چون نظریه‌های الکترومغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. طبیعت نور کاملا شناخته شده است، اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟گسترده طول موجی نور نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌گیرد اما روشهای مورد بحث می‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فرو سرخ دور گسترش می‌یابد.

ادامه مطلب

+ نوشته شده در جمعه بیست و سوم آذر 1386ساعت 11:11 بعد از ظهر توسط واقفي |

به پیشنهاد استاد باغشاهی مبحثnonlineir optic

الله ُ النورُ السماواتٍ والارض

مقدمه

برای تفهیم بهتر قطبش خطی نور از مثال زیر کمک می‌گیریم:

هرگاه یک سر طنابی را به بالا و پایین حرکت دهیم، موج عرضی ایجاد می‌شود و هر نقطه از ریسمان یک نوسان سینوسی روی خط مستقیم انجام می‌دهد، لذا این موج را موج پلاریزه خطی می‌گویند، از آنجا که نوسان طناب در یک صفحه واقع است، آن را موج پلاریزه تخت نیز می‌نامند. جابجایی این موج با رابطه (x( z ، t ) = a cos ( kz - ωt + φ نشان داده می‌شود که درآن ، x جابجایی (درامتداد ارتعاش) ، z امتداد انتشار ، a دامنه و (φ) ثابت فاز می‌باشد. این رابطه نشان می‌دهد که جابجایی در هر لحظه یک منحنی کسینوسی خواهد بود. حال یک شکاف باریک و بلند در مسیر طناب قرار می‌دهیم.

اگر طول شکاف در امتداد ارتعاش طناب باشد، در این صورت طناب از داخل شکاف عبور کرده ، در طرف د یگر با همان دامنه به مسیر خود ادامه می‌دهد.
اگر طول شکاف بر امتداد ارتعاش طناب عمود باشد، تقریبا چیزی به طرف دیگر شکاف عبور داده نمی‌شود.
اگر طول شکاف با امتداد ارتعاش زاویه دیگری بسازد، دامنه موج عبوری تغییر خواهد کرد. علت این امر آن است که شکاف فقط مؤلفه‌ای از جابجایی را از خود عبور می‌دهد که در امتداد طول شکاف باشد.

لازم به ذکر است که اگر موج طولی در امتداد طناب انتشار می‌یافت، دامنه موج عبوری در همه جهتهای شکاف یکسان بود. بنابراین تغییر دامنه موج عبوری با تغییر امتداد شکاف ، ناشی از عرضی بودن موج است.
مفهوم قطبش خطی نور
- می‌دانیم که نور (امواج الکترومغناطیسی) از ترکیب میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تشکیل می‌شود. این دو میدان در راستای عمود بر هم ارتعاش می‌کنند و راستای ارتعاش هر دو بر راستای انتشار موج عمود است. لذا امواج نوری ، امواجی عرضی هستند. انجام آزمایش فوق ، در مورد نور ماهیت عرضی بودن موجهای نوری را ثابت می‌کند.
- حال نوسان طناب را که نمونه‌ای از قطبش خطی بود، در مورد نور غیر پلاریزه بسط می‌دهیم. هرگاه صفحه ارتعاش موج به صورت تصادفی در فاصله زمانهای بسیار کوتاه عوض شود، موج را موج غیر پلاریزه گویند. یعنی در این موج ، میدان الکتریکی (یا مغناطیسی) در تمام جهات ارتعاش می‌کند.
- اگر موج غیر پلاریزه‌ای روی شکافی فرود آید، چون میدان الکتریکی در همه جهات مؤلفه دارد، لذا امتداد ارتعاشی که در راستای طول شکاف قرار دارد، از شکاف عبور خواهد کرد و بدین ترتیب در طرف دیگر شکاف میدان الکتریکی فقط یک مؤلفه خواهد داشت، یعنی نور عبوری پلاریزه خواهد بود.
- در این مورد شکاف در هر جهتی قرار بگیرد، مؤلفه مربوط به آن امتداد عبور خواهد کرد و همواره موج عبوری وجود خواهد داشت. پس چرخش شکاف بر دامنه موج عبوری تاثیر نخواهد گذاشت. ولی صفحه پلاریزاسیون موج عبور کرده ، به امتداد شکاف بستگی دارد. در اینجا این شکاف به عنوان پلاریزور عمل می‌کند.
- اگر باریکه قطبیده عبوری از شکاف فوق را روی شکاف دیگری فرود آوریم، در این صورت تنها موقعی موج عبوری با همان دامنه را خواهیم داشت که امتداد طول شکاف دوم در امتداد ارتعاش موج پلاریزه باشد. پس با چرخاندن شکاف دوم ، در دامنه عبوری تغییر حاصل می‌شود و گفته می‌شود که شکاف دوم به عنوان آنالیزور عمل می‌کند.
پلاروید

پلاروید ماده پلاستیک مانندی است که برای تولید نور قطبیده استفاده می‌شود و ساختمانی مانند شکافهای فوق دارد که در هر زاویه‌ای در مقابل نور غیر قطبیده قرار بگیرد، نور عبوری قطبیده‌ای حاصل خواهد کرد. حال مانند مسئله شکاف مذکور ، در مسیر نور قطبیده حاصل از پلاروید ، پلاروید دیگری قرار می‌دهیم.
- اگر دو پلاروید در یک امتداد قرار بگیرند، نور عبوری از پلاروید دوم تغییری نخواهد داشت.
- زمانی که پلاروید دوم عمود بر پلاروید اول قرار گیرد، هیچ نوری عبور نخواهد کرد و تاریکی حاصل خواهد شد.
- اگر پلاروید دوم را حول خط عمود بر سطح آن بچرخانیم، دامنه نور عبوری تغییر خواهد کرد.
  
  پس شدت نور عبوری به امتداد نسبی دو پلاروید بستگی دارد. در این حالت هم، پلاروید اولی به منزله پلاریزور بوده و باریکه عبوری پلاریزه خطی خواهد بود و پلاروید دومی در مقام آنالیزور عمل می‌کند. در چرخش پلاروید اول به جای پلاروید دوم نیز پدیده‌های فوق مشاهده خواهد شد.
انواع قطبش خطی
- قطبش خطی افقی: اگر امتداد ارتعاش میدان الکتریکی موج، روی صفحه افقی واقع باشد، قطبش خطی را قطبش خطی افقی می نامند.
- قطبش خطی عمودی: اگر امتداد ارتعاش میدان الکتریکی موج، روی صفحه قائم قرار داشته باشد، قطبش خطی را قطبش خطی عمودی می نامند.
- قطبش خطی مایل: اگر امتداد ارتعاش میدان الکتریکی موج، روی صفحه نامشخصی قرار گرفته باشد، قطبش خطی را قطبش خطی مایل می نامند.
روشهای تبدیل نور طبیعی به نور قطبیده خطی

استفاده از روش بازتابش

اگر نور تحت زاویه بروستر ( B = arc tan n) که در آن n = n₂/n₁ ضریب شکست نسبی بین دو محیط می‌باشد، به سطح جدایی دو محیط برسد، نور بازتابشی از آن قطبیده خواهد بود.

استفاده از کریستالهای دای کروئیک

کریستال دای کروئیک ، نوعی کریستال خاص با ساختار بلوری معین است که وقتی مقابل نور تابشی عمود قرار می‌گیرد، نور خروجی یک نور قطبیده خواهد بود، یعنی میدان الکتریکی نور خروجی در یک امتداد خاص قرار می‌گیرد. تورمالین یک بلور رنگی است که اولین بلور شناخته شده ازنوع دای کروئیک می‌باشد و مانند فیلتر نوری عمل می‌کند، یعنی فقط نور به رنگ خودش را عبور می‌دهد. مهمترین نوع بلورها ، بلورهای بیرنگ هستند که تمام طول موجهای ورودی را از خود عبور می‌دهند و به آنها در صنعت پلاروید می‌گویند.

استفاده از کریستالهای دو شکستی

کریستال دو شکستی ، دارای ضریب شکستی است که با جهت انتشار و جهت قطبش در بلور تغییر می‌کند. این بلوراز یک پرتو غیر قطبیده ، دو پرتو قطبیده درست می‌کند که قطبشهای آنها برهم عمودند. اولین نوع کریستال دو شکستی ، منشور نیکول است که از جنس کلسیت می‌باشد.

مقدمه

نور یک نوع تابش الکترومغناطیسی است که از ترکیب دو میدان الکتریکی و مغناطیسی تشکیل یافته است. تابش الکترومغناطیسی شامل میدان الکتریکی متغیر با زمان و میدان مغناطیسی متغیر با زمان می‌باشد که این دو میدان بر هم عمودند و موج در امتداد عمود بر هر دوی آنها انتشار می‌یابد. هر تک موج الکترومغناطیسی یک میدان الکتریکی و یک میدان مغناطیسی مشخص دارد، ولی از آنجا که نور خالص وجود ندارد که فقط شامل یک طول موج باشد (ما همواره با گروه موج روبرو هستیم) لذا با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی درجهتهای مختلف مواجه خواهیم بود. میدان الکتریکی نور بزرگتر از میدان مغناطیسی آن می‌باشد و بیشتر خصوصیاتی که میدان الکتریکی دارد میدان مغناطیسی هم از آن تبعیت می‌کند و نیز چشم ما به میدان الکتریکی حساس است، از این رو ما در مبحث نور اغلب با میدان الکتریکی نور سر و کار داریم.

تعریف قطبش

میدانهای الکتریکی امواج تشکیل دهنده به صورت اتفاقی در هر جهتی قرار می‌گیرند، لذا احتمال وجود میدان الکتریکی در تمام جهات یکسان خواهد بود. حال در مواردی لازم است که میدان الکتریکی را فقط در جهت خاصی داشته باشیم. بنابراین باید به طریقی در جهات دیگر میدان را حذف کنیم و فقط آن یک جهت مورد نظر را داشته باشیم، این عمل قطبش نام دارد. البته بحث قطبش را در مورد عایقها تحت عنوان قطبش عایقها دنبال خواهیم کرد. نوری که عمل قطبش را روی آن انجام داده‌ایم، نور قطبیده و وسیله‌ای که این عمل را با آن انجام داده‌ایم، قطبشگر نور می‌نامند.

انواع قطبش

قطبش را از لحاظ منحنی که نوک پیکان میدان الکتریکی در صفحه مختصات رسم می‌کند و اختلاف فازی که دو مؤلفه ارتعاشی میدان الکتریکی باهم دارند، به دو دسته عمده تقسم می‌کنند که عبارتند از:

قطبش خطی

اختلاف فاز بین مؤلفه‌های ارتعاشی میدان برابر (0 یا 180 درجه) می‌باشد و ارتعاش روی یک خط راست صورت می‌گیرد. و از ترکیب قطبشهای دایروی راستگرد و چپگرد بوجود می‌آیند. این نوع قطبش به نوبه خودش به لحاظ منحنی فضایی‌اش بصورت زیر دسته بندی می‌گردد:

افقی
عمودی
مایل

قطبش بیضیوار

در حالت کلی اختلاف فاز بین مؤلفه‌های ارتعاشی در قطبش بیضیوار هر زاویه‌ای می‌تواند باشد که ترکیب دو ارتعاش ، منحنی بیضی به خود می‌گیرد. این قطبش نیز به نوبه خودش بصورت زیر دسته بندی می‌گردد:

قطبش دایروی: در طبیعت فقط این نوع قطبش را داریم که مؤلفه‌های ارتعاش آن عمود بر هم هستند و دامنه‌های ارتعاشات باهم برابرند و به لحاظ اختلاف فاز (90 یا 270 درجه) به دو دسته قطبش دایروی راستگرد و قطبش دایروی چپ گرد تقسیم می‌شوند.
قطبش بیضوی: از ترکیب مناسب قطبشهای دایروی راستگرد و چپگرد بوجود می‌آید که مؤلفه‌های ارتعاشی آن عمود بر هم هستند و برخلاف قطبش دایروی دامنه ارتعاشات برابر ندارد و به لحاظ اختلاف فازی که دارند به دو دسته قطبش بیضوی راستگرد و قطبش بیضوی چپ گرد تقسیم می‌شوند.

قطبش بیضوی

دید کلی

حالتهای مختلف قطبش ، مشخصه هر موج عرضی است. به عنوان مثال اگر ریسمان کشیده شده‌ای را به بالا و پایین حرکت دهیم یک موج قطبیده خطی تولید می‌کنیم که جابجایی آن روی صفحه قائم صورت می‌گیرد. به همین ترتیب می‌توان موج قطبیده خطی ایجاد کرد که جابجایی آن بر صفحه افقی واقع باشد. همچنین می‌توان انتهای ریسمان را روی محیط یک دایره یا بیضی چرخاند تا موج قطبیده بیضیوار بدست آید. در مورد چنین موجی ذرات ریسمان واقعا روی محیط یک دایره یا بیضی حرکت می‌کند. با انتشار دو موج قطبیده خطی در ریسمان هم می‌‌توان موج قطبیده بیضوی تولید کرد.

برهمنهی دو موج قطبیده خطی

دو موج الکترومغناطیسی را در نظر می‌گیریم که میدان الکتریکی وابسته به آنها با روابط زیر نشان داده می‌شود:

(E₁ = xa₁ Cos(kz - ωt + θ₁

(E₂ = xa₂ Cos(kz - ωt + θ₂

در روابط فوق a₁ و a₂ دامنه موجها ، x بردار یکانی واحد در جهت محور X و θ₁ و θ₂ ثابتهای فاز به شمار می‌روند. از آنجا که دو میدان فوق در راستای محور X ارتعاش می‌کنند، لذا موجهای قطبیده خطی هستند که در جهت محور z انتشار می‌یابند. چون میدان الکتریکی کمیتی برداری است، بنابراین میدان الکتریکی برآیند بصورت جمع برداری دو میدان الکتریکی فوق خواهد بود. میدان الکتریکی موج برآیند بصورت زیر خواهد بود:

(E = E₁ + E₂ = xa Cos(Kz - ωt + θ

رابطه فوق نشان می‌دهد که موج برآیند هم یک موج قطبیده خطی است که در همان راستای انتشار دو موج اولیه انتشار می‌یابد. همچنین ارتعاش میدان الکتریکی موج برآیند نیز در همان راستای ارتعاش امواج اولیه است.

شرایط ایجاد قطبش بیضوی

حال مانند مورد قبلی دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که هر دو در یک جهت انتشار می‌یابند. اما جهت اتعاش میدانهای آنها بر هم عمود است. با این فرض شرایط قطبش بیضوی بودن موج برآیند عبارتست از:

ترکیب این دو موج که دارای دامنه نامساوی هستند یک موج قطبیده بیضوی خواهد بود.
اگر دامنه امواج اولیه برابر باشد، در این صورت موج برآیند یک موج قطبیده بیضوی خواهد بود به شرط اینکه ثابت فاز موج برآیند مضرب صحیحی از π و یا π/2 نباشد.
اگر ثابت فاز موج برآیند مضرب صحیحی از π باشد، در اینصورت موج برآیند قطبش خطی خواهد داشت که معادل یک خط راست است.
اگر ثابت فاز موج برایند مضرب صحیحی از π/2 بوده و دامنه امواج اولیه یکسان باشد، در اینصورت موج برایند قطبیده دایروی خواهد بود.

بنابراین می‌توان گفت که ترکیب دو ارتعاش خطی عمود بر هم ، وقتی که اختلاف فازی بین آنها برقرار باشد، یک ارتعاش بیضوی خواهد بود. یعنی برآیند دو موج در هر لحظه یک ارتعاش خطی با دامنه معین است که این ارتعاش خطی یک چرخه کامل پیرامون بیضی را طی خواهد کرد. با اینکه دامنه در هر لحظه ثابت است ولی این مقدار ثابت ضمن چرخش تغییر می‌کند. در صورتی که فاز حرکت تغییر نکند، حرکت پیرامون بیضی ، به همان صورت تکرار می‌شود.

روش تولید قطبش بیضیوار :

با استفاده از تیغه ربع موج : این تیغه یک بلور دو شکستی با ضخامت ویژه است که اگر نوربطور عمودی به آن بتابد، نور خروجی بیضیوار خواهد داشت . تیغه چنان برش یافته است که مولفه هایی که در ورود به بلور هم فاز بودند، با سرعت های متفاوت از آن می گذرند و در وضعیتی از آن خارج می شوند که نسبت به هم اختلاف فاز 90درجه یا ربع موج دارند .

همچنین نور قطبیده دایروی ، درعبور از تیغه ربع موج ، به نور قطبیده خطی تبد یل می شود .

با استفاده از تیغه نیم موج : این تیغه با قرار دادن دو تیغه ربع موج کنار هم بد ست می آید. در این مورد نور قطبیده خطی تحت هر زاویه نسبت به محور نوری، دو مولفه متعامد تولید می کند که طی عبور از بلور با اختلاف فاز 180درجه از آن خارج می شوند. تیغه نیم موج همچنین جهت قطبش دایروی را از دست چپ به راست و برعکس تبد یل می کند.

انواع قطبش بیضوی

قطبش بیضوی راستگرد

اگر جهت انتشار موج در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت عقربه‌های ساعت باشد، در این صورت قطبش را بیضوی راستگرد می‌گویند.

قطبش بیضوی چپگرد

اگر جهت انتشار موج در جهت عمود بر صفحه و به طرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در خلاف عقربه‌های ساعت باشد، در این صورت قطبش را چپگرد می‌گویند.

قطبش دایروی نوعی قطبش بیضیوار است که مؤلفه‌های ارتعاشی آن بر هم عمود بوده و دامنه ارتعاشات آنها باهم برابر باشند.

نگاه اجمالی

میدان الکتریکی کمیتی برداری است ، بنابراین مجموع میدان‌های الکتریکی از قواعد جمع برداری تبعیت می‌کند. به عنوان مثال اگر دو میدان الکتریکی در نظر بگیریم که در دو امتداد عمود بر هم ارتعاش می‌کنند. همچنین فرض می‌کنیم که این دو به طور همفاز نوسان کنند. ( در نوسان همفاز دو موج ، بیشنه دامنه برای هر دو موج در یک زمان اتفاق می‌افتد) این دو ارتعاش با هم ترکیب شده و امواج قطبیده خطی دیگری را تشکیل خواهند داد.

اما اگر میدانهای اولیه دارای اختلاف فاز π/2 باشند، یعنی مقدار بیشینه دامنه یک میدان با مقدار صفر میدان موج دیگر همزمان باشد، میدان الکتریکی برآیند، در طی یک چرخه کامل به شکل بیضی خواهد بود و نتیجه ترکیب ، نور قطبیده بیضوی نامیده می‌شود. حال اگر دامنه میدانهای اولیه یکسان باشند، این بیضی به یک دایره تبدیل خواهد شد و نام قطبش دایروی به خود خواهد گرفت.

مکانیزم قطبش دایروی

دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که در یک جهت منتشر می‌شوند ولی راستای انتشار آنها بر یکدیگر عمود است.

(E₁ = xa₁Cos(Kz - ωt

(E₂ = ya₂Cos(Kz - ωt + θ

در رابطه فوق a₁ ، a₂ دامنه امواج ، x₁₂ بردارهای یکانی واحد و θ ثابت فازی است.

اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π باشد، برآیند دو موج، قطبش خطی خواهد داشت، که بردار الکتریکی آن در راستایی متفاوت با راستای میدان دو موج نوسان می‌کند.
اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π نباشد، در حالت کلی بردار میدان الکتریکی در راستای خط راست نوسان نمی‌کند.
اگر ثابت فازی مضرب فردی از π/2 بوده و دامنه‌های میدانهای اولیه یکسان باشد، در اینصورت هرگاه تغییرات زمانی بردار میدان برآیند را در نظر بگیریم، ملاحظه می‌کنیم که نوک بردار میدان الکتریکی بر محیط دایره‌ای به شعاع دامنه میدان اولیه می‌چرخد. ( چون معادله موج برآیند نشان دهنده معادله دایره است) این موج برآیند یک موج قطبیده دایروی خواهد بود که می‌توان با چرخاندن انتهای یک ریسمان کشیده شده روی محیط یک دایره فرضی، آن را به طور عملی مشاهده کرد.

در حالیکه در موج قطبیده بیضوی ، در هر نقطه خاص مقدار و جهت میدان الکتریکی تغییر می‌کند. در حالت خاص دو موج قطبیده دایرو‌ی ، مقدار بدون تغییر باقی می‌ماند ولی جهت میدان با فرکانس زاویه‌ای ω تغییر می‌کند. در مورد موج قطبیده خطی ، بر خلاف موج قطبیده دایرو‌ی ، راستای میدان تغییر نمی‌کند بلکه اندازه میدان با فرکانس زاویه‌ای موج حول مقدار صفر نوسان می‌کند.

انواع قطبش دایروی

اگر اختلاف فاز بین موئلفه‌های قطبش، در قطبش دایروی 3π/2 یا π/2 باشد. در این صورت دو نوع قطبش دایروی خواهیم داشت.

قطبش دایروی راستگرد: وقتی در جهت عکس انتشار موج به آن نگاه شود ( جهت انتشار عمود بر صفحه بطرف خارج باشد ) و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت حرکت عقربه‌های ساعت دیده شود، قطبش را قطبش دایروی راستگرد می‌گویند. در این نوع قطبش اختلاف فاز برابر 3π/2 است.
قطبش دایروی چپگرد: اگر اختلاف فاز بین مؤلفه‌های قطبش ، برابر π/2 باشد، در اینصورت بردار میدان الکتریکی در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت خواهد چرخید. (باز راستای انتشار در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج است) بنابر قرار داد چنین قطبشی را دایروی

کاربردهای قطبش

+ نوشته شده در پنجشنبه بیست و دوم آذر 1386ساعت 10:5 بعد از ظهر توسط واقفي |

با نظراتون هدف رو مشخص کنید:دوستتون دارم:

وب آموزش مایا به اصرارچند دوست وبه خاطر همه ی دوستان

lov GOD

خالخی

+ نوشته شده در سه شنبه بیستم آذر 1386ساعت 10:55 بعد از ظهر توسط واقفي |

نظر سنجی :(فتبارک الله احسن الخالقین)

به نام خدا

سوال:به نظر شما کدوم یکی از گزینه های زیر عجیب ترین(جالب ترین) آفریده خداوند هستند؟
1:.. زمان...:
2:..هفت آسمان لایه لایه..:
3:..ذات انسان..:
4::::::....اگر هیچ کدوم نبود خودتون هرچی رو میدونید بهم بگین تا اضافه کنم....::::

+ نوشته شده در شنبه هفدهم آذر 1386ساعت 10:37 قبل از ظهر توسط واقفي |

یه روزی آقامون میاد به امید اون روز همه دعا کنید

آقا بیا

+ نوشته شده در پنجشنبه پانزدهم آذر 1386ساعت 1:34 قبل از ظهر توسط واقفي |

كهكشانهاي عظيم زاويه اي كوچك براي ديدن قدرت بزرگ خدا

آیا انرژی تاریک ثابت است؟

حدود یک دهه‌ی قبل، منجمان انرژي تاریک را کشف کردند. ماده‌ی اسرار آمیزی که کهکشان‌ها را از یکدیگر دور می‌کند و روند انبساط جهان را شتاب می‌بخشد. این انرژی، که به چگالی انرژی خلا نیز مشهور است، یکی از خواص ذاتی فضا به شمار می‌رود. دانشمندان سوالات زیادی در مورد ماهیت این انرژی دارند. یکی [...]

ادامه مطلب

+ نوشته شده در یکشنبه یازدهم آذر 1386ساعت 11:14 قبل از ظهر توسط واقفي |

خداوند جهان را در هاله ای از اسرار آفرید وآن را به ما انسان ها بخشید

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك ما به جايي رسيده‌ايم كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهند.

۱) جهان هستي چگونه برپاست؟

۲) آيا "ضدجاذبه‌"ي اينشتين واقعاً يك اشتباه بود؟

۳) چرا ما در سه بعد زندگي مي‌كنيم؟

۴) آيا سفر در زمان امكانپذير است؟

۵) آيا ما در يك صافي كهكشاني زندگي مي‌كنيم؟

۶) جهان هستي از چه چيز ساخته شده است؟

۷) اين سوالهاي من از كجا مي‌آيند؟

ادامه مطلب

+ نوشته شده در جمعه نهم آذر 1386ساعت 9:26 بعد از ظهر توسط واقفي |

.::..ΞΞΞفیزیک کوانتومΞΞΞ.::.™

زاویه بروستر در مبحث نور چیست ؟

به پیشنهاد استاد باغشاهی مبحثnonlineir optic

الله ُ النورُ السماواتٍ والارض

مقدمه

مفهوم قطبش خطی نور

پلاروید

انواع قطبش خطی

روشهای تبدیل نور طبیعی به نور قطبیده خطی

استفاده از روش بازتابش

استفاده از کریستالهای دای کروئیک

استفاده از کریستالهای دو شکستی

مقدمه

تعریف قطبش

انواع قطبش

قطبش خطی

قطبش بیضیوار

قطبش بیضوی

دید کلی

برهمنهی دو موج قطبیده خطی

شرایط ایجاد قطبش بیضوی

روش تولید قطبش بیضیوار :

انواع قطبش بیضوی

قطبش بیضوی راستگرد

قطبش بیضوی چپگرد

قطبش دایروی نوعی قطبش بیضیوار است که مؤلفه‌های ارتعاشی آن بر هم عمود بوده و دامنه ارتعاشات آنها باهم برابر باشند.

نگاه اجمالی

مکانیزم قطبش دایروی

انواع قطبش دایروی

کاربردهای قطبش

با نظراتون هدف رو مشخص کنید:دوستتون دارم:

نظر سنجی :(فتبارک الله احسن الخالقین)

یه روزی آقامون میاد به امید اون روز همه دعا کنید

كهكشانهاي عظيم زاويه اي كوچك براي ديدن قدرت بزرگ خدا

خداوند جهان را در هاله ای از اسرار آفرید وآن را به ما انسان ها بخشید

پیوندهای روزانه

نوشته های پیشین

آرشیو موضوعی

نویسندگان

پیوندها