پولرائزڈ اور قدرتی روشنی. قدرتی برعکس پولرائزڈ روشنی

لہروں دو قسم کے ہیں. طول بلد کے vibrational perturbation کے تبلیغ کے ان کی سمت کے متوازی. ایک مثال ہوا میں آواز کی منظوری ہے. قاطع لہروں تحریک کی سمت کو 90 ° کا ایک زاویہ پر ہیں جس میں رکاوٹ پر مشتمل ہوتے ہیں. مثال کے طور پر لہر پانی کی بڑے پیمانے پر کے ذریعے افقی گزر اس کی سطح سے اوپر عمودی کمپن کی وجہ سے.

کی دریافت

XVII صدی کے وسط میں مشاہدہ پراسرار نظری اثرات کی ایک بڑی تعداد نے وضاحت کی گئی ہے پولرائزڈ اور قدرتی روشنی شروع ہوا جب ایک لہر رجحان کے طور پر شمار کیا جائے گا اور اس کے کمپن کی سمت دریافت کیا گیا تھا. سب سے پہلے نام نہاد پولرائزیشن اثر 1669 میں ڈینش طبیب ایراسمس Bartholin کی طرف سے دریافت کیا گیا تھا. سائنسی آئس لینڈ مستول یا کیلشیم (کیلشیم کاربونیٹ کے کرسٹل فارم) میں ڈبل اپورتن یا birefringence منایا. روشنی ایک کیلسائٹ کرسٹل ذریعے گزر جاتا ہے یہ الگ کرتا ہے، پیداوار دو تصاویر ایک دوسرے کے رشتہ دار منتقل کر رہے ہیں.

نیوٹن اس رجحان کے بارے میں جانتے ہیں اور شاید روشنی corpuscles ناموزونیت یا "یکطرفہ"، دو تصاویر کی تشکیل کی وجہ سے ہو سکتا ہے کہ ہے کہ پتہ چلتا ہے. Huygens، نیوٹن کا ایک معاصر ابتدائی لہروں کی ڈبل اپورتن کے اپنے اصول کی وضاحت کرنے کے قابل تھا، لیکن وہ اثر کے حقیقی معنی سمجھ میں نہیں آیا. جب تک Birefringence ایک معمہ رہا تھامس نوجوان اور فرانسیسی طبیعیات دان Augustin کی-سے Zhan Frenel تجویز پیش نہیں کیا جاتا ہے روشنی لہروں قاطع ہیں. ایک سادہ خیال پولرائزڈ اور قدرتی چیز کی وضاحت کرنے کی اجازت دی ہے روشنی. یہ پولرائزیشن اثرات کا تجزیہ کرنے کے لئے ایک قدرتی اور غیر پیچیدہ فریم ورک فراہم کیا.

birefringence اس لہر سمتار ہے جن میں سے ہر دو الزاویہ polarizations، کا ایک مجموعہ کی طرف سے پیدا ہوتا ہے. کیونکہ دو اجزاء کی رفتار میں فرق کے مختلف اپورتک سوچکانکوں ہے، اور اس وجہ سے وہ مختلف طریقے سے دو تصاویر کی پیداوار، مواد کے ذریعے refracted کر رہے ہیں.

پولرائزڈ اور قدرتی روشنی: میکسویل تھیوری

Fresnel کے فوری طور birefringence اور دیگر نظری اثرات کی ایک بڑی تعداد کی وجہ سے جو قاطع لہروں کی ایک جامع ماڈل، تیار کیا ہے. چالیس سال بعد، برقناطیسی میکسویل تھیوری کے elegantly روشنی کے قاطع نوعیت کی وضاحت کرتا ہے.

برقناطیسی لہروں میکسویل تحریک تصورغلط کی سمت پر کھڑا مقناطیسی اور برقی شعبوں پر مشتمل. کھیتوں ایک دوسرے سے 90 ° کا ایک زاویہ پر ہیں. اس صورت میں مقناطیسی اور برقی شعبوں کی تبلیغ کی سمت ایک دائیں ہاتھ محدد نظام کی تشکیل. تعدد F اور لمبائی λ ساتھ ایک لہر لئے جس کے مثبت X سمت میں چلتا ہے، کھیتوں ریاضی بیان کیا گیا ہے (وہ λf = C انحصار متعلق):

• E (X، T) = E ₀ ک (2 π X / λ - 2 π فٹ) Y ^؛
• B (X، T) = B ₀ ک (2 π X / λ - 2 π فٹ) Z ^.

مساوات برقی اور مقناطیسی شعبوں کو ایک دوسرے کے ساتھ کے مرحلے میں ہیں کہ دکھاتے ہیں. کسی بھی وقت، وہ ایک ہی وقت میں ای ₀ اور بی ₀ کے برابر ایک خلا میں ان کی زیادہ سے زیادہ اقدار تک پہنچتے _ہیں. یہ امپلاٹیس آزاد نہیں ہیں. میکسویل مساوات تمام برقی مقناطیسی لہروں کو ای ₀ = CB ₀ کہ vacuo میں ظاہر.

بروویکرن سمت

روشنی لہروں کی مقناطیسی اور برقی شعبوں کی واقفیت کی تفصیل میں صرف برقی میدان کی سمت کی نشاندہی عام طور پر کر رہے ہیں. مقناطیسی میدان ویکٹر ھڑاپن فیلڈز کی ضرورت اور تحریک کی سمت کے لئے ان ھڑاپن طرف سے مقرر کیا جاتا ہے. قدرتی اور خطی پولرائزڈ روشنی کی لہر کی تحریک کے طور پر مقرر سمتوں میں گزشتہ میدان oscillate میں اس میں سے خصوصیات ہے.

دیگر ممکنہ پولرائزیشن ریاستوں سے ہیں. مقناطیسی اور برقی شعبوں کے سرکلر ویکٹر کی صورت میں مسلسل طول و عرض میں تبلیغ سمت گھمایا رشتہ دار ہیں. Elliptically پولرائزڈ روشنی لکیری اور سرکلر polarizations درمیان ایک انٹرمیڈیٹ کی پوزیشن میں ہے.

unpolarized روشنی

ایک گرم تنت کی سطح پر جوہری، جن میں برقناطیسی تابکاری پیدا کرتے ہیں، ایک دوسرے سے آزادانہ، ہیں. ہر ایک تابکاری تقریبا 10 ^-9 10 ^-8 سیکنڈ کی مختصر مدت کے ٹرینوں کے طور پر ماڈلنگ کی جاسکتی ہے. تنت سے برقناطیسی لہروں کا اپنا بروویکرن سمت ہے جن میں سے ہر ان ٹرینوں، کی ایک superposition کے لئے ہے. رقم تصادفی مبنی ہے جس کی لہر پولرائزیشن ویکٹر تیزی اور erratically مختلف ہوتی شکلوں ٹرینوں. اس طرح کی ایک لہر unpolarized کہا جاتا ہے. تمام روشنی کی قدرتی ذرائع، سورج، تاپدیپت لیمپ، فلورسنٹ لیمپ اور شعلوں، بشمول طرح تابکاری پیدا. تاہم، قدرتی روشنی اکثر جزوی طور پر ایک سے زیادہ بکھرنے اور عکاسی کی وجہ سے پولرائزڈ ہے.

اس طرح، قدرتی پولرائزڈ روشنی سے فرق پہلی oscillations کو میں ایک جہاز میں پائے جاتے ہیں کہ حقیقت میں پر مشتمل ہوتا ہے.

پولرائزڈ تابکاری کے ذرائع

مقامی واقفیت کا تعین کیا جب پولرائزڈ روشنی پیدا کیا جا سکتا ہے. ایک مثال synchrotron تابکاری، اعلی توانائی کے ذرات ایک مقناطیسی میدان میں آگے بڑھ رہے ہیں اور پولرائزڈ برقی لہر اخراج چارج کیا جس میں ہے. قدرتی طور پر پولرائزڈ روشنی اخراج کہ بہت سے معروف فلکیات کے ذرائع موجود ہیں. یہ سحابیہ، Supernova کی باقیات، اور فعال ہیں کہکشاں نابیک شامل ہیں. کائناتی تابکاری بروویکرن اس کے ذرائع کی خصوصیات کا تعین کرنے پر تعلیم حاصل کر رہا ہے.

پولرائڈ فلٹر

پولرائزڈ اور قدرتی روشنی امریکی بوتیکشاستری ایڈون لینڈ کی طرف سے پیدا جن میں سے سب سے زیادہ عام پولرائڈ ہے مواد کی ایک بڑی تعداد،، سے گزرنے کی طرف سے الگ کر رہے ہیں. فلٹر ہیٹ ٹریٹمنٹ کے عمل کی طرف سے ایک سمت میں پر مبنی ہائیڈرو کاربن انو کی لمبی زنجیروں پر مشتمل ہے. مہیا تابکاری جذب کرنے انو، برقی میدان سے ان کی واقفیت کے متوازی ہے. کے polarizer چھوڑ کر روشنی خطی پولرائزڈ ہے. اس کی برقی میدان سالماتی واقفیت کی سمت پر کھڑا. پولرائڈ دھوپ اور عکاسی اور بکھرے ہوئے روشنی کے اثرات کو کم ہے کہ فلٹر سمیت بہت سے شعبوں میں درخواست مل گئی ہے.

قدرتی اور پولرائزڈ روشنی: Malus کے قانون

1808 میں، بوتیکشاستری یٹیننے لوئس Malus روشنی جزوی طور پر پولرائزڈ، غیر دھاتی سطحوں سے جھلکتی ہے کہ پایا. اس اثر کی حد تک واقعات کے زاویہ اور عکاس مواد کے اپورتک انڈیکس پر منحصر ہے. جب ہوا میں واقعات کے زاویہ کا مماس عکاس مواد کے اپورتک انڈیکس کے برابر ہے انتہائی صورتوں میں سے کسی ایک میں، عکاسی روشنی کو مکمل طور خطی پولرائزڈ ہو جاتا ہے. یہ رجحان Brewster کی کی شریعت (اس دریافت کے نام سے منسوب، سکاٹش بوتیکشاستری ڈیوڈ Brewster کی) کے طور پر جانا جاتا ہے. بروویکرن سمت کی عکاسی کرتی سطح کے متوازی. چونکہ فلوروسینٹ چکاچوند عام طور پر جیسا کہ سڑکوں اور پانی کے فلٹر افقی سطح سے عکاسی صلی اللہ علیہ وسلم واقع ہو عام طور پر افقی پولرائزڈ روشنی رہنے کے لئے دھوپ میں استعمال کیا جاتا ہے اور اس وجہ سے مہیا روشنی کے مظاہر کو ہٹا دیں.

Rayleigh بکھرنے

بہت چھوٹے اشیاء جن جہتوں طول موج سے بہت چھوٹے ہیں کی طرف سے روشنی بکھرنے (نام نہاد Rayleigh بکھرنے انگریزی سائنسدان رب Rayleigh بعد)، بھی ایک جزوی پولرائزیشن پیدا کرتا ہے. سورج کی روشنی زمین کی فضا کے ذریعے گزر جاتا ہے، اسے ہوا سالموں کی طرف سے منتشر ہے. زمین اور پولرائزڈ قدرتی روشنی بکھرے پہنچ جاتا ہے. بروویکرن کا ڈگری زاویہ بکھرنے پر منحصر ہے. چونکہ انسان قدرتی اور پولرائزڈ روشنی کے درمیان تمیز نہیں کرتا، اس کا اثر عام طور پر کسی کا دھیان نہیں جاتا. بہر حال، بہت سے کیڑوں کی آنکھیں اس پر رد عمل کا اظہار، اور وہ ایک نیوی گیشن آلہ کے طور پر بکھرے تابکاری کے رشتہ دار بروویکرن کا استعمال. روشن سورج کی روشنی میں پس منظر تابکاری کو کم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ عمومی فلٹر کیمرے، پولرائزڈ روشنی اور قدرتی Rayleigh جدا جو ایک سادہ لکیری polarizer، ہے.

anisotropic مواد

بروویکرن اثرات آپٹیکلی anisotropic مواد (جس میں میں مشاہدہ کر رہے ہیں اپورتک انڈیکس پولرائزیشن کی سمت کے ساتھ مختلف ہوتی ہے)، جیسے کہ birefringent کرسٹل، کچھ حیاتیاتی ڈھانچے اور آپٹیکلی فعال مواد. تکنیکی ایپلی کیشنز خورد بینیں، مائع کرسٹل ڈسپلے اور اشیاء کی تحقیق کے لئے استعمال نظری آلات شامل ہیں.