• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polaryzacja fali



    Podstrony: [1] 2 [3] [4] [5]
    Przeczytaj także...
    Encyklopedia PWN – encyklopedia internetowa, oferowana – bezpłatnie i bez konieczności uprzedniej rejestracji – przez Wydawnictwo Naukowe PWN. Encyklopedia zawiera około 122 tysiące haseł i 5 tysięcy ilustracji.Optyka nieliniowa - dział optyki obejmujący zjawiska nie spełniające zasady superpozycji fal. Są to zjawiska, w których optyczne własności ośrodka zależą od natężenia padającego światła.
    Powstawanie fali spolaryzowanej[ | edytuj kod]

    Istnieją zjawiska fizyczne, które powodują powstanie fali spolaryzowanej w określony sposób – są one zarówno spotykane w naturze, jak i wykorzystywane technicznie.

    Emisja fali spolaryzowanej[ | edytuj kod]

    Gdy zachodzące w pewnym kierunku drgania ośrodka materialnego powodują powstanie mechanicznej fali poprzecznej, to fala ta jest spolaryzowana – przykładem są drgania tektoniczne.

    Fala elektromagnetyczna, której jednym ze składników jest pole elektryczne, może powstać w wyniku oscylacyjnego ruchu ładunku elektrycznego (na przykład w antenie dipolowej), który z kolei wywołuje rozchodzące się oscylacje tego pola. Powstająca fala jest spolaryzowana liniowo, a kierunek polaryzacji leży w płaszczyźnie wyznaczonej przez promieniujący dipol.

    Przenikalność elektryczna – wielkość fizyczna charakteryzująca właściwości elektryczne środowiska, oznaczana grecką literą ε (epsilon).Defektoskopia jest to dział badań nieniszczących zmierzających do wykrycia nieciągłości materiału. Wykrywane są wady materiału takie jak: wtrącenia, ubytki korozyjne, pustki, pęknięcia, odwarstwienia, łuski, szczeliny, braki przetopu itp.

    Promieniowanie cieplne, w tym także świecenie rozgrzanych ciał, powstaje w wyniku ruchów cząsteczek w przypadkowych kierunkach i dlatego światło emitowane przez rozgrzane ciała nie jest spolaryzowane. Niektóre źródła promieniowania elektromagnetycznego, w których kierunek drgań cząstek naładowanych (na przykład elektronów) jest ograniczony (na przykład poprzez silne pole elektryczne, magnetyczne lub budowę i uporządkowanie cząsteczek), wytwarzają światło spolaryzowane. Światło linii spektroskopowych powstające w polu magnetycznym, jeżeli pole magnetyczne wpływa na poziomy energetyczne, również jest spolaryzowane. Jeżeli określona polaryzacja emitowanej fali nie jest wymuszona, lecz tylko uprzywilejowana, to polaryzacja emitowanego światła jest częściowa.

    Aktywność optyczna, skręcalność optyczna, lub czynność optyczna – właściwość niektórych związków chemicznych polegająca na zdolności skręcania płaszczyzny polaryzacji światła spolaryzowanego. Skręcalność optyczna jest rodzajem dwójłomności, powiązanym zjawiskiem związanym z absorpcją światła jest dichroizm kołowy.Zjawiska entoptyczne, fosfeny, kształty stałe – wrażenia wzrokowe powstające w szczególnych warunkach, które są niezależne od zewnętrznego źródła światła – ich źródłem jest układ nerwowy człowieka.

    Polaryzacja światła laserowego[ | edytuj kod]

    Światło emitowane przez lasery może być spolaryzowane. Przyczynami jego polaryzacji są:

  • zależność wzmocnienia optycznego ośrodka czynnego lasera od polaryzacji światła (w kryształach anizotropowych),
  • zależność strat rezonatora od polaryzacji:
  • specjalnie w tym celu stosowane okienko Brewstera,
  • niewielkie przypadkowe nachylenia elementów optycznych lasera,
  • nawet jeżeli wzmocnienie lasera jest izotropowe, to na skutek wywołanych fluktuacjami termicznymi zmian właściwości optycznych pojawia się niestabilna spontaniczna polaryzacja, często o złożonym charakterze.
  • Polaryzator światła wykorzystujący zjawisko polaryzacji przy odbiciu od ośrodka przezroczystego

    Odbicie od ośrodka dielektrycznego[ | edytuj kod]

    Gdy niespolaryzowane światło pada na granicę dwóch ośrodków przezroczystych pod takim kątem (kąt Brewstera), że promień odbity tworzy z promieniem załamanym kąt prosty, to światło odbite zostaje całkowicie, a światło przechodzące częściowo spolaryzowane liniowo. Zjawisko polaryzacji przez odbicie zostało odkryte w 1809 r. przez Malusa. Dla innych kątów padania światła, światło odbite jest również spolaryzowane częściowo. Im kąt padania bardziej różni się od kąta Brewstera, tym stopień polaryzacji światła odbitego jest mniejszy. Przy odbiciach od dielektryków nieprzezroczystych promień załamany zostanie oczywiście pochłonięty, ale odbity jest nadal spolaryzowany.

    Okres godowy – u zwierząt jest to najbardziej korzystny okres, zazwyczaj w porze obfitości pokarmu i wody, w którym zwierzęta te łączą się w pary i przystępują do rozrodu. Jest on różny u różnych gatunków. Występowanie okresów godowych można uzasadnić ewolucyjnym przystosowaniem do występujących w naturze pór roku i mniejszych szans przeżycia młodych zimą niż latem.Teleskop (gr. tēle-skópos – daleko widzący) – jest narzędziem, które służy do obserwacji odległych obiektów poprzez zbieranie promieniowania elektromagnetycznego (np. światła widzialnego). Pierwsze znane praktyczne teleskopy zostały skonstruowane przy użyciu soczewek ze szkła w Holandii na początku XVII wieku przez Hansa Lippersheya, a wkrótce potem przez Galileusza we Włoszech. Znalazły zastosowanie w działaniach militarnych i w astronomii.

    Zjawisko to jest odpowiedzialne za polaryzację światła tęczy, która tworzy się na skutek załamań i odbić światła w kroplach wody oraz tęczowego halo wokół słońca i księżyca (o promieniach kątowych 22° i 46°), powstającego na skutek załamania promieni światła na heksagonalnych kryształkach lodu w wysokich warstwach atmosfery.

    Falowanie, fale morskie – oscylacyjny ruch cząstek wody po orbitach kołowych lub eliptycznych. Najczęstszą przyczyną falowania jest tarcie wiatru o powierzchnię wody.Antena dipolowa - to najstarsza, lecz wciąż najbardziej popularna antena. Słowo dipol pochodzi z języka greckiego i oznacza układ dwubiegunowy. Antena dipolowa składa się przeważnie z dwóch symetrycznych ramion zasilanych za pomocą symetrycznej linii transmisyjnej. Tego typu antena jest tzw. anteną symetryczną, ponieważ prądy płynące w obu ramionach anteny są równe co do amplitudy i mają przeciwne zwroty. Można spotkać również anteny dipolowe: o niesymetrycznych ramionach oraz anteny zasilane bocznikowo, optymalizowane, czy załamane. Anteny dipolowe ze względu na słabe parametry (wąskie pasmo pracy, mały zysk kierunkowy) występują rzadziej jako samodzielne, pojedyncze anteny, częściej stosuje się je jako elementy składowe bardziej skomplikowanych i rozbudowanych układów antenowych.

    Odbicie światła od powierzchni metalu nie polaryzuje światła niespolaryzowanego, ale zmienia stan polaryzacji odbitego pod kątem światła, na przykład przy odpowiednich kątach światło spolaryzowane liniowo po odbiciu od gładkiej powierzchni metalowej zmienia polaryzację na eliptyczną albo kołową. Zmiana polaryzacji wynika ze zmiany fazy składowej elektrycznej prostopadłej do powierzchni odbijającej w stosunku do składowej równoległej do niej.

    Telewizja satelitarna – telewizja wykorzystująca nadajniki (tzw. transpondery) umieszczone na sztucznych satelitach Ziemi. Cechą charakterystyczną tego sposobu emisji jest możliwość pokrycia sygnałem ogromnych obszarów przy użyciu tylko jednego nadajnika oraz możliwość dotarcia z sygnałem do obszarów, na których tworzenie sieci nadajników naziemnych jest niemożliwe lub nieopłacalne.Płaszczyzna padania światła, jest to płaszczyzna przechodząca przez promień świetlny padający na materiał i prostopadła do płaszczyzny stycznej do powierzchni materiału, w punkcie w który promień przecina się z tą powierzchnią.
    Pryzmat Nicola – polaryzator wykorzystujący dwójłomność
    Światło spolaryzowane liniowo przy przejściu przez płytkę półfalową zmienia kierunek polaryzacji
    Polaryzacja fali elektromagnetycznej przy przejściu przez drabinkę z drutów

    Rozpraszanie fali[ | edytuj kod]

     Osobny artykuł: Rozpraszanie Rayleigha.

    Przy rozpraszaniu fali elektromagnetycznej na cząsteczkach mniejszych od jej długości następuje jej polaryzacja. Fala rozproszona pod kątem prostym jest całkowicie spolaryzowana liniowo, a rozproszona w innym kierunku jest spolaryzowana częściowo.

    Elastooptyka to zespół metod doświadczalnych do badań stanu naprężeń i odkształceń w ciałach bezpostaciowych, normalnie izotropowych (m.in. szkliwa, polimery, celuloid), wykazujących pod obciążeniem właściwości anizotropowe, przejawiające się m.in. dwójłomnością optyczną. Pod wpływem naprężeń materiały te nabierają cech optycznych kryształu jednoosiowego o osi optycznej skierowanej równolegle do kierunku rozciągania lub ściskania i przy oświetleniu światłem spolaryzowanym, w wyniku zjawiska dwójłomności następuje rozszczepienie światła na dwie składowe i pojawienie się prążków interferencyjnych, tworzących dwa charakterystyczne rodzaje linii: izokliny i izochromy. Na ich podstawie możliwe jest wyznaczenie naprężeń w dowolnym punkcie ciała. Elastooptykę stosuje się głównie do badania naprężeń w częściach maszyn o skomplikowanych kształtach; wykonuje się ich modele z materiału o właściwościach elastooptycznych i poddaje obciążeniom analogicznym do rzeczywistych. Elastooptykę wykorzystuje się także do wykrywania szkodliwych naprężeń w przedmiotach szklanych i do badania struktur polimerów.Oscylacja (z łac. oscillatio – "kołysanie, wahanie") to cykliczna zmiana pewnej wielkości, względem innej zmiennej, zwykle czasowej lub przestrzennej. Termin używany w liczbie mnogiej. W fizyce oscylacje oznaczają drgania. Typowym przykładem oscylacji jest zachowanie wahadła po wytrąceniu go z położenia równowagi. Oscylacje występują nie tylko w modelowych układach fizycznych, ale również w systemach takich jak organizmy biologiczne czy społeczeństwa ludzkie.

    W atmosferze znajdują się drobne cząsteczki pyłów i aerozoli, które rozpraszają w ten sposób światło, istotną rolę gra też rozpraszanie na fluktuacjach termicznych powietrza. Zjawisko to odpowiada za polaryzację błękitu nieba i białego halo dookoła słońca i księżyca (wraz z odbiciem promieni światła od powierzchni kryształków lodu).

    UKF – zakres fal radiowych (pasmo radiowe) o częstotliwości od 30 do 300 MHz, co odpowiada długości fali od 10 metrów do 1 metra.Efektem Pockelsa nazywa się liniowy efekt elektrooptyczny, czyli inaczej mówiąc dwójłomność wymuszoną. Zjawisko polega na zmianie współczynnika załamania światła proporcjonalnie do zewnętrznego pola elektrycznego.

    Analizując polaryzację światła rozproszonego, można określić kąt rozproszenia, czyli określić kierunek padania światła na medium rozpraszające, co jest wykorzystywane w astronomii.

    Dwójłomność[ | edytuj kod]

     Osobny artykuł: Dwójłomność.

    Niektóre kryształy wykazują anizotropię stałej dielektrycznej, co powoduje, że prędkość rozchodzenia się światła, a więc i współczynnik załamania zależy od kierunku. W takim krysztale podczas załamania promień wchodzący do kryształu rozdziela się na dwa o prostopadłych polaryzacjach liniowych. Zjawisko to, wykorzystuje się do otrzymywania wiązki światła spolaryzowanego w pryzmacie Nicola.

    Étienne Louis Malus (wym. malụ̈s) (ur. 23 lipca 1775 w Paryżu – zm. 24 lutego 1812 w Paryżu) – francuski inżynier wojskowy, którego znaczącą zasługą dla fizyki było odkrycie polaryzacji światła przy odbiciu. Jest również autorem prawa noszącego jego imię.Fala akustyczna – rozchodzące się w ośrodku zaburzenie gęstości (i ciśnienia) w postaci fali podłużnej, któremu towarzyszą drgania cząsteczek ośrodka. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste (ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia.

    W każdym krysztale dwójłomnym istnieje kierunek, w którym biegnące światło nie rozdziela się na dwa promienie, ale jego spolaryzowane składowe poruszają się z różnymi prędkościami. Zjawisko to wykorzystywane jest do zmiany rodzaju polaryzacji światła w płytkach ćwierćfalowych i płytkach półfalowych.

    Selektywne pochłanianie[ | edytuj kod]

    Fala rozchodząc się w ośrodku, w którym oscylacje w jednym z kierunków są tłumione silniej niż w prostopadłym do niego, ulegnie polaryzacji.

    Nawigacja – dział wiedzy zajmujący się określaniem bieżącego położenia oraz optymalnej drogi do celu dla ludzi, statków, pojazdów lądowych i innych przemieszczających się obiektów.Definicja intuicyjna: Wersor to wektor o długości jeden, wskazujący kierunek i zwrot pewnego wektora początkowego, któremu ten wersor przypisujemy. Mnożenie wersora przez długość początkowego wektora odtwarza początkowy wektor.

    Przykładem takiego ośrodka dla fali elektromagnetycznej może być drabinka z drutów, czyli układ cienkich równoległych drutów przewodzących prąd elektryczny. Średnica drutów i odległość między nimi musi być mała, a ich długość porównywalna z długością fali. Układ taki pochłania fale, w których oscylacje wektora elektrycznego są równoległe do drutów, a przepuszcza fale, w których jego oscylacje są prostopadłe do drutów. Układy takie buduje się dla fal radiowych i mikrofal.

    Człowiek rozumny (Homo sapiens) – gatunek ssaka z rodziny człowiekowatych (Hominidae), jedyny występujący współcześnie przedstawiciel rodzaju Homo. Występuje na wszystkich kontynentach.Głowonogi (Cephalopoda, z gr. kephalē – głowa + pous – noga) – gromada dwubocznie symetrycznych, morskich mięczaków o prostym rozwoju, nodze przekształconej w lejek, ramionach otaczających otwór gębowy, chitynowym dziobie i całkowicie zrośniętym płaszczu otaczającym organy wewnętrzne. Mają od 1 cm do ponad 20 m długości. Głowonogi są ewolucyjnie bardzo starą grupą – pojawiły się prawdopodobnie około 570 mln lat temu. Jest to najwyżej uorganizowana grupa mięczaków.

    Polaryzatory dla podczerwieni i światła widzialnego działają na takiej samej zasadzie, lecz rolę drutów przejmują odpowiednio ułożone cząsteczki związków chemicznych. Można to osiągnąć poprzez rozciąganie w trakcie produkcji folii wykonanej z odpowiedniego tworzywa sztucznego, w wyniku czego powstaje układ równolegle ułożonych cząsteczek pochłaniających fale elektromagnetyczne spolaryzowane w jednym kierunku.

    Funkcje cyklometryczne (funkcje kołowe) – funkcje odwrotne do funkcji trygonometrycznych ograniczonych do pewnych przedziałów.Wyświetlacz ciekłokrystaliczny, LCD (ang. Liquid Crystal Display) – urządzenie wyświetlające obraz, którego zasada działania oparta jest na zmianie polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego.

    Zjawiska związane z polaryzacją[ | edytuj kod]

    Tekst poniżej opisuje polaryzację fal elektromagnetycznych, choć zjawiska te zachodzą też dla fal mechanicznych, przykładowo fal sejsmicznych rozchodzących się w Ziemi.

    Dwójłomność wymuszona[ | edytuj kod]

     Osobny artykuł: Optyka nieliniowa.

    Niektóre dielektryki wykazują zależność stałej dielektrycznej od przyłożonego pola elektrycznego lub magnetycznego. W normalnych warunkach nie są one dwójłomne, pod wpływem przyłożonego pola uzyskują tę właściwość. Zjawisko to na cześć odkrywcy nosi nazwę efektu Kerra i znalazło zastosowanie do modulacji światła polem elektrycznym w przyrządach zwanych komórkami Kerra.

    Zjawisko Kerra – odkryte w 1875 przez Johna Kerra, szkockiego fizyka, polegające na pojawianiu się dwójłomności dla substancji, które w normalnych warunkach jej nie wykazują, wymuszonej polem elektrycznym. Zjawisko to bywa nazywane kwadratowym elektrooptycznym zjawiskiem Kerra (dla odróżnienia od efektu magnetooptycznego badanego również przez Kerra).Fale radiowe (promieniowanie radiowe) – promieniowanie elektromagnetyczne, które może być wytwarzane przez prąd przemienny płynący w antenie. Uznaje się, że falami radiowymi są fale o częstotliwości 3 kHz – 3 THz (3·10 – 3·10 Hz). Według literatury zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe.

    Uzyskanie przez substancję dwójłomności w kierunku przyłożonego pola nosi nazwę efektu Pockelsa i stosowane jest do uzyskiwania sterowanych napięciem elektrycznym płytek opóźniających fazę składowej światła o określonej polaryzacji zwanych komórkami Pockelsa.

    Skręcenie płaszczyzny polaryzacji[ | edytuj kod]

     Osobny artykuł: Aktywność optyczna.

    Wiele związków chemicznych posiada zdolność zmiany kierunku polaryzacji przechodzącego światła. Zjawisko to zwane jest aktywnością optyczną.

    Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.Figura Haidingera (szczotka Haidingera, miotełki Haidingera) – zjawisko pozwalające niektórym ludziom w specjalnych warunkach dostrzec gołym okiem liniową polaryzację światła.

    Wykazują ją te związki których cząsteczki nie posiadają inwersyjnej osi symetrii. Cząsteczki takie mogą występować w dwóch formach, zwanych enancjomerami, będących wzajemnie swymi odbiciami lustrzanymi. Enancjomery skręcają płaszczyznę polaryzacji przechodzącego światła w przeciwnych kierunkach. Z tego powodu mieszanina zawierająca równe ilości obydwu enancjomerów (mieszanina racemiczna) nie skręca płaszczyzny polaryzacji.

    Enancjomery to izomery optyczne, które są własnymi lustrzanymi odbiciami – mniej więcej tak jak prawa i lewa rękawiczka. Mogą istnieć tylko dwa enancjomery danego związku chemicznego.Fale długie (fale kilometrowe) (ang. LF – Low Frequency), zakres fal radiowych (pasmo radiowe) o częstotliwości: 30-300 kHz i długości 10-1 km. Zakres ten jest przeznaczony głównie dla rozgłośni radiowych w I regionie ITU (Europa, Afryka i Bliski Wschód).

    Zjawisko skręcenia polaryzacji światła znajduje zastosowanie w analizie chemicznej.

    Wszystkie aktywne optycznie związki organiczne produkowane przez organizmy żywe istnieją tylko w postaci jednego z dwóch możliwych enancjomerów. Pomiar aktywności optycznej jest więc metodą umożliwiającą rozróżnienie ich od sztucznie syntetyzowanych mieszanin racemicznych.

    Ptaki (Aves) – gromada stałocieplnych zwierząt z podtypu kręgowców. Jest najbardziej zróżnicowaną spośród gromad kręgowców lądowych – istnieje około 10 tys. gatunków ptaków, które zamieszkują ekosystemy na całym świecie. Ich wielkość waha się od 5 cm u koliberka hawańskiego do 2,7 m u strusia.Właściwość fizyczna – cecha substancji, z wyłączeniem właściwości chemicznych, czyli ujawniających się w reakcjach chemicznych.


    Podstrony: [1] 2 [3] [4] [5]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Ciekłe kryształy – nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii, którą charakteryzuje zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie dalekozasięgowe uporządkowanie tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce w kryształach.
    Faza – w fizyce wielkość bezwymiarowa opisująca procesy okresowe, przedstawiająca, w której części okresu znajduje się ciało (zjawisko).
    Pole elektryczne – stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna.
    Kałamarnice, kalmary, kalmarokształtne (Teuthida) – grupa około 300 gatunków głowonogów zaliczanych do dziesięciornic, tradycyjnie klasyfikowana w randze rzędu lub podrzędu, znacznie zróżnicowana morfologicznie i ekologicznie. Są zaliczane do owoców morza (frutti di mare). Część taksonomów nie uznaje tej grupy za klad, a nazwę Teuthida traktuje jako nomen dubium i proponuje w jej miejsce wprowadzenie rzędów Myopsida i Oegopsida.
    Mątwy, sepie (Sepioidea) – drapieżne głowonogi dziesięcioramienne, tradycyjnie klasyfikowane w randze rzędu. Mają krótkie, krępe i owalne ciało o długości do 30 cm. Charakteryzują się workiem trzewiowym z dwiema płetwami niełączącymi się w tyle ciała, oraz znajdującymi się w części głowowej ramionami chwytnymi. U samców 1 lub 2 ramiona są przekształcone w hektokotylus. Szkielet wewnętrzny zredukowany do os sepiae.
    Filtr polaryzacyjny (potocznie polaroid) to płytka lub folia wykonana z przezroczystego materiału posiadającego zdolność polaryzacji światła. Przepuszcza tylko światło o określonej polaryzacji. Obecnie nazwa polaroid jest znakiem towarowym firmy Polaroid Corporation.
    Układ współrzędnych równikowych – to układ współrzędnych astronomicznych, którego kołem podstawowym jest równik niebieski. W zależności od tego, jaki punkt jest punktem początkowym układu, wyróżniamy:

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.039 sek.