ظاهـرة استقطاب الضــوء
إلى فهرس موسوعة الضوء |
مقدمة :
الاستقطاب من أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية لأنها موجات مستعرضة . و الجدير بالذكر أن الموجات الطولية لا يحدث لها استقطاب كما هو الحال فى الموجات الصوتية |
معنى الاستقطاب
المستقطب – البولارويد
معنى الاستقطاب
|
و لتوضيح معنى الاستقطاب نعتبر شكل ( 67 ) الذى يمثل موجة مستعرضة تنتشر فى حبل يهتز. و هذه الموجة مستعرضة لأنها تنتشر على طول الحبل الذى يهتز فى اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة |
|
نلاحظ فى الشكل أنه إذا كان اهتزاز الموجة يحدث فى اتجاه الفتحة فإن الموجة ستنفذ خلال الفتحة و فى هذه الحالة تسمى موجة مستقطبة خطيا linearly polarized wave أى أن الموجة تمر فى الفتحة إذا كان اتجاه استقطابها موازيا لاتجاه الفتحة أما عندما تكون الفتحة متعامدة مع اتجاه استقطاب الموجة فإن الموجة لا تمر. و يسمى الاتجاه الذى يحدث فيه اهتزاز الموجة المستقطبة خطيا باتجاه الاستقطاب polarization axis و إذا اعتبرنا الموجة الكهرومغناطيسية سنجد أن الموجة تنتشر فى اتجاه محور السينات مثلا أو المحور x ويتذبذب المجال الكهربى فى اتجاه محور الصادات أو المحور y بينما يتذبذب المجال المغناطيسى فى اتجاه المحور ع أو .المحورz |
هذه الموجة مستقطبة خطيا و يؤخذ اتجاه المجال الكهربى على أنه اتجاه الاستقطاب أو محور الاستقطاب . وعادة لا يذكر المجال المغناطيسى للسهولة ولأنه دائما عمودى على المجال الكهربى . أما الموجات الكهرومغناطيسية التى تنبعث من مصدر ضوئى عادى كفتيل المصباح الكهربى مثلا فإنها تكون غير مستقطبةunpolarized و فى هذه الحالة يتذبذب المجال الكهربى للضوء الغير مستقطب فى جميع الاتجاهات مع كونه متعامدا مع اتجاه انتشار الضوء . و فى حالة الضوء الغير مستقطب يمكن تحليل المجال الكهربى إلى مركبتين فى اتجاهين متعامدين كلاهما متعامد مع اتجاه انتشار الموجة |
أعلى الصفحة |
المستقطب Polarizer - البــــولارويد Polaroid : |
يمكن الحصول على ضوء مستقطب من الضوء الغير مستقطب بالاستعانة بمواد معينة تسمى مستقطب polarizer و من المواد المستخدمة تجاريا تلك التى تندرج تحت اسم بولاريود مثل هذه المواد تسمح لمركبة الضوء ( أى مركبة المجال الكهربى ) التى تتذبذب فى اتجاه معين بالمرور خلالها بينما تمتص مركبة المجال المتعامد مع هذا الاتجاه كما هو موضح فى شكل 68. |
|
و يسمى الاتجاه الذى تسمح فيه هذه المادة بمرور المجال ( أو الضوء ) محور النفاذية Transmission axis أو محور الاستقطاب للمادة . ومهما كان اتجاه محور النفاذية فإنه عند سقوط الضوء غير المستقطب على هذه المادة |
فإن شدة الضوء المار من خلالها تكون نصف شدة الضوء الساقط والسبب فى ذلك هو أن الضوء غير المستقطب يحتوى على مجال كهربى يتذبذب فى جميع الاتجاهات وبنفس الشدة. ويمكن تحليل المجال الكهربى إلى مركبتين إحداهما فى اتجاه محور النفاذية والأخرى فى الاتجاه العمودى والمركبتين متساويتين فى الشدة . ولما كانت المركبة الموازية لمحور النفاذية هى التى تمر فإن الضوء النافذ ستكون شدته نصف شدة الضوء الساقط . |
لمحـــــــلل
إلى فهرس موسوعة الضوء |
تأثيـر وضـع مـادة مستقطبـة بيـن مستقطـب ومحـلل فـى حالـة تصالـب
|
مقدمة:
عندما يسقط الضوء المستقطب على شريحة ثانية من المادة المستقطبة فإن مرور الضوء فيها من عدمه يعتمد على اتجاه محور النفاذية لها بالنسبة لمحور النفاذية للشريحة الأولى والأخير هو اتجاه استقطاب الضوء النافذ من الشريحة الأولى . تسمى الشريحة الأولى بالمستقطب والثانية بالمحلل . وهناك الحالات الثلاث التالية: |
1) إذا كان محور المحلل موازيا لمحور المستقطب أى تكون الزاوية بينهما تساوى صفرا فإن الضوء المار خلال المستقطب ينفذ بتمامه خلال المحلل أى أن شدة الضوء النافذ خلال المحلل تساوى شدة الضوء الساقط عليه.
2) إذا كان محور المحلل متعامدا مع محور المستقطب أي يعملان زاوية قائمة فإن الضوء لا يمر من خلال المحلل. أى تصبح شدة الضوء النافذ خلال المحلل مساوية للصفر. و فى هذه الحالة يقال أن المحلل و المستقطب فى حالة تصالب . crossed شكل ( 69 ) يوضح شريحتى بولاريود المستخدم فى نظارات الشمس مرة فى حالة ما يكون محور المستقطب فى نفس اتجاه محور المحلل و يمر الضوء و الثانية عندما يكون المستقطب و المحلل فى حالة تصالب حيث لا يمر الضوء .
3) إذا كان محور المحلل يعمل زاوية و لتكن J ( كما فى شكل 70 ) مع محور المستقطب فإن جزءا من الضوء يمر و يعتمد مقداره على قيمة الزاوية J حيث تكون نسبة شدة الضوء النافذ إلى شدة الضوء الساقط مساوية (جتا2 J ) |
شكل ( 96 ) حالة عدم التصالب وحالة التصالب لشريحتي بولارويد المستخدمة في النظارات الشمسية |
|
|
|
السبب فى ذلك هو أنه إذا كانت شدة المجال الكهربى للضوء الساقط على المحلل هى Eo فإن قيمة مركبة هذا المجال الكهربى فى اتجاه محور النفاذية تساوى Eocos J وهى التى ستنفذ خلال المحلل. |
ولما كانت شدة الضوء تتناسب مع مربع شدة المجال الكهربى فإن نسبة شدة الضوء النافذ إلى شدة الضوء الساقط ستساوى جتا2 J . |
|
أعلى الصفحة |
تأثير وضع مادة مستقطبة بين مستقطب و محلل فى حالة تصالب :
|
يوضح شكل ( 71 ) حالة التصالب لمستقطب و محلل حيث لا ينفذ الضوء المستقطب من خلال المحلل و لكى ينفذ ضوء من المحلل لابد أن يكون للضوء الساقط علي المحلل مركبة فى اتجاه محور نفاذيته . و قد يحدث هذا عند وضع مادة مستقطبة مثلا بين المستقطب المحلل . |
فإذا كان المجال الكهربى للضوء المستقطب E يعمل زاوية J مع محور النفاذية للمادة المستقطبة فإن مركبة المجال E cos J ستكون فى اتجاه محور النفاذية |
|
|
للمادة و لذلك ستمر من خلالها و تسقط هذه المركبة على المحلل المتعامد مع المستقطب وبذلك تكون هناك مركبة للمجال تساوىE cos J sin Jهذه الكمية من المجال أو من الضوء ستمر خلال المحلل و بدلا من الإعتام التام يظهر بعض الضوء خارجا من المحلل. وما دامت الزاوية J أقل من 90 درجة و أكبر من الصفر فإن هناك ضوء يمر أما إذا كانت صفر أو 90 درجة لا يمر ضوء. والتجربة التالية تعتبر تطبيقات على هذه الظاهرة . |
|
|
|
مواقع النشر (المفضلة)