Oppimisen Tavoitteet
tämän jakson lopussa, voit
- Keskustelkaa siitä, mitä polarisaatio.
- käsittelee tiettyjen materiaalien optisen aktiivisuuden ominaisuutta.
Polaroid-aurinkolasit ovat useimmille tuttuja. Niillä on erityinen kyky leikata vedestä tai lasista heijastuvan valon häikäisyä (KS.Kuva 1). Polaroideilla on tämä kyky polarisaatioksi kutsutun valon aallon vuoksi. Mitä polarisaatio on? Miten se tuotetaan? Mitä käyttöä sillä on?, Vastaukset näihin kysymyksiin liittyvät valon aaltoluonteeseen.
Kuva 1. Nämä kaksi valokuvaa joesta osoittavat polarisoivan suodattimen vaikutuksen veden pinnasta heijastuvan valon häikäisyn vähentämiseen. Tämän luvun B osa otettiin polarisoivalla suodattimella ja A osa ei. Tämän seurauksena osassa (a) havaittua pilvien ja taivaan heijastumista ei havaita osassa (B). Polarisoivat aurinkolasit ovat erityisen hyödyllisiä lumessa ja vedessä., (luotto: Amithshs, Wikimedia Commons)
Kuva 2. EM-aalto, kuten valo, on poikittainen Aalto. Sähkö-ja magneettikentät ovat kohtisuorassa etenemissuuntaan.
valo on yksi sähkömagneettisen (EM) aallon tyyppi. Kuten aiemmin todettiin, EM-aallot ovat poikittaisia aaltoja, jotka koostuvat eri sähkö-ja magneettikenttiä, jotka värähtelevät kohtisuorassa suunnassa eteneminen (ks. Kuva 2). Sähkö-ja magneettikenttien heilahtelulle on omat suuntansa., Polarisaatio on ominaisuus, että aalto heilahtelut on selvä suunta suhteessa suuntaan eteneminen aalto. (Tämä ei ole samantyyppinen polarisaatio kuin se, josta on keskusteltu syytteiden erottamiseksi.) Aaltojen, joilla on tällainen suunta, sanotaan polarisoituvan. EM-aallolle määrittelemme polarisaation suunnan Sähkökentän suuntaiseksi. Näin voimme ajatella Sähkökentän nuolia osoittavan polarisaation suunnan, kuten kuvassa 2.
tutkia enempää, harkitse poikittainen aaltoja köydet Kuvassa 3., Yhden köyden heilahdukset ovat pystytasossa ja niiden sanotaan olevan pystysuunnassa polarisoituneita. Toisessa köydessä olevat ovat vaakatasossa ja ovat vaakasuorassa polarisoituneita. Jos ensimmäiselle köydelle asetetaan pystysuora halkio, aallot kulkevat sen läpi. Pystysuuntainen viilto tukkii kuitenkin vaakasuoraan polarisoituneet aallot. EM-aalloille Sähkökentän suunta on analoginen köysien häiriöiden kanssa.
Kuva 3., Toisen köyden poikittaiset heilahdukset ovat pystytasossa ja toisen köyden poikittaiset heilahdukset vaakatasossa. Ensimmäisen sanotaan olevan pystysuunnassa polarisoitunut, ja toisen sanotaan olevan vaakasuorassa polarisoitunut. Pystysuorat raot kulkevat pystysuunnassa polarisoituneita aaltoja ja tukkivat vaakasuunnassa polarisoituneita aaltoja.
Kuva 4. Siro nuoli edustaa polarisoimattoman valon sädettä. Rohkeat nuolet edustavat sädettä muodostavien yksittäisten aaltojen polarisaatiosuuntaa., Koska valo on polarisoimaton, nuolet osoittavat kaikkiin suuntiin.
Aurinko ja monet muut valonlähteet tuottavat aaltoja, jotka ovat satunnaisesti polarisoitunut (ks. Kuva 4). Tällaisen valon sanotaan olevan polarisoimatonta, koska se koostuu monista aalloista, joilla on kaikki mahdolliset polarisaatiosuunnat. Polaroid-aineita, keksi perustaja Polaroid Corporation, Edwin Land, toimii polarisoivasta viilto valon, jolloin vain polarisaatio yhteen suuntaan läpi. Polarisoivat suodattimet koostuvat pitkistä molekyyleistä, jotka on suunnattu yhteen suuntaan., Ajattelu molekyylejä, kuten monet rakoja, vastaava kuin värähtelevän köydet, voimme ymmärtää, miksi vain valoa tietyllä polarisaatio voi saada läpi. Akselin polarisoiva suodatin on suunta, jota pitkin suodatin kulkee sähkökenttä sähkömagneettinen aalto (ks. Kuva 5).
Kuva 5. Polarisoiva suodatin on polarisaatio-akseli, joka toimii viilto kulkee sähkökenttiä rinnakkain sen suuntaan. EM-aallon polarisaatiosuunta määritellään sen Sähkökentän suunnaksi.,
Kuva 6 osoittaa vaikutus kaksi polarisoivasta suodattimia alun perin unpolarized valoa. Ensimmäinen suodatin polarisoi valon akseliaan pitkin. Kun ensimmäisen ja toisen suodattimen akselit ovat linjassa (yhdensuuntaiset), niin kaikki ensimmäisen suodattimen läpi kulkeva polarisoitunut valo kulkee myös toisella. Jos toista polarisoivaa suodatinta kierretään,kulkee vain toisen suodattimen akselin suuntaisen valon komponentti. Kun akselit ovat kohtisuorassa, toisen ohi ei kulje valoa.
Kuva 6., Pyörivän kahden polarisoivan suodattimen vaikutus, jossa ensimmäinen polarisoi valon. (a) Kaikki polarisoitunut valo on läpäissyt toisen polarisoivasta suodatin, koska sen akseli on yhdensuuntainen ensin. b) Kun toinen pyöritetään, vain osa valosta menee ohi. c)kun toinen on kohtisuorassa ensimmäiseen nähden, valo ei kulje. d) tässä valokuvassa polarisoiva suodatin asetetaan kahden muun yläpuolelle. Sen akseli on kohtisuorassa oikealla olevaan suodattimeen nähden (tumma alue) ja yhdensuuntainen vasemmalla olevan suodattimen kanssa (vaaleampi alue). (Luoto: P. P., Urone)
Kuva 7. Polarisoiva suodatin lähettää vain akselin suuntaisen aallon komponentin, mikä vähentää minkä tahansa sellaisen valon voimakkuutta, joka ei ole polarisoitunut yhdensuuntaisesti akselinsa kanssa.
vain suodattimen akselin suuntaisen em-aallon komponentti ohitetaan. Kutsutaan polarisaation suunnan ja suodattimen θ akselin välistä kulmaa. Jos sähkökenttä on amplitudi E, sitten lähetetään osa aalto on amplitudi E cos θ (ks. Kuva 7)., Koska intensiteetti aalto on verrannollinen amplitudin neliöön, intensiteetti I lähetetään aalto liittyy tapaus aalto I = I0 cos2 θ, missä I0 on intensiteetti polarisoitunut aalto, ennen kuin suodattimen läpi. (Yllä oleva yhtälö tunnetaan Maluksen lakina.)
Esimerkki 1. Laskettaessa Intensiteetin Vähentäminen Polarisoiva Suodatin
Mitä kulma on välillä tarvitaan, mihin suuntaan polarisoitunut valo ja akselin polarisoivasta suodatin vähentää sen intensiteetti 90,0%?
Strategia
Kun intensiteetti on vähentynyt, 90,0%, se on 10.0% tai 0.,100 kertaa sen alkuperäinen arvo. Eli i = 0,100i0. Tämän tiedon avulla voidaan ratkaista tarvittava kulma yhtälöllä I = I0 cos2 θ.
Ratkaisu
Ratkaista yhtälö I = I0 cos2 θ-cos θ ja korvaamalla kanssa suhdetta I ja I0 antaa
\displaystyle\cos\theta=\sqrt{\frac{I}{I_0}}=\sqrt{\frac{0.100 I_0}{I_0}}=0.3162\\,
Ratkaisemalla θ saadaan θ = cos−1 0.3162 = 71.6 º.
Keskustelua
melko suuri kulma suunta, polarisaatio ja suodatin-akselilla on tarpeen vähentää intensiteetti 10.,0% sen alkuperäisestä arvosta. Tämä vaikuttaa järkevältä polarisoivien elokuvien kokeilemisen perusteella. On mielenkiintoista, että kulmassa 45°, intensiteetti on vähentynyt 50% alkuperäisestä arvosta (kuten näkyy tässä osiossa on Ongelmia & Harjoitukset). Huomaa, että 71.6 º on 18.4 º alkaen vähentää intensiteetti on nolla, ja joka kulmassa 18,4 º intensiteetti vähenee 90,0% alkuperäisestä arvosta (kuten näkyvät myös Ongelmia & Harjoitukset), antaa näyttöä siitä, symmetria.,
Polarisaation Heijastuksen
nyt voit varmaan arvata, että Polaroid aurinkolasit leikkaa valokeilassa heijastuneen valon, koska valo on polarisoitunut. Voit tarkistaa tämän itse, pitämällä Polaroid aurinkolasit edessä ja pyörivä niitä kun katsot valo heijastuu vedestä tai lasista. Kun pyörität aurinkolaseja, huomaat, että valo kirkastuu ja himmenee, mutta ei täysin mustaksi. Tämä tarkoittaa, että heijastunut valo on osittain polarisoitunut eikä polarisoiva suodatin voi estää sitä kokonaan.,
Kuva 8. Polarisaatio heijastamalla. Polarisoimattomalla valolla on yhtä paljon pysty-ja vaakasuuntaista polarisaatiota. Vuorovaikutuksen jälkeen pinnan kanssa pystysuorat komponentit imeytyvät tai taittuvat mieluiten, jolloin heijastunut valo polarisoituu vaakatasossa enemmän. Tämä on kuin nuolet silmiinpistävää niiden puolin terhakka pois, kun taas nuolet silmiinpistävää niiden vinkkejä mennä pintaa.
Kuva 8 havainnollistaa, mitä tapahtuu, kun unpolarized valo heijastuu pinnasta., Pystysuunnassa polarisoitunut valo taittuu mieluiten pintaan niin, että heijastuva valo jää vaakatasossa polarisoituneemmaksi. Syitä tähän ilmiöön eivät kuulu tämän tekstin, mutta kätevä muistisääntö muistaa tämä on kuvitella, polarisaatio suuntaan kuin nuoli. Vertikaalinen polarisaatio olisi kuin pintaan kohtisuorassa oleva nuoli ja tarttuisi todennäköisemmin eikä heijastuisi. Horisontaalinen polarisaatio on kuin kyljellään pomppiva nuoli ja heijastuisi todennäköisemmin., Pystyakseliset aurinkolasit estäisivät silloin heijastuvan valon enemmän kuin muista lähteistä peräisin oleva polarisoimaton valo.
Koska osa valosta, joka ei heijastu taittuu, määrä polarisaatio riippuu indeksit taittumisen median mukana. Se voi olla osoittaneet, että heijastunut valo on täysin polarisoitunut klo kulma harkinta-θb, antama \tan\theta_{\text{b}}=\frac{n_2}{n_1}\\, missä n1 on väline, jolla tapaus ja heijastuu valo matka-ja n2 on indeksi taittumisen väline, joka muodostaa käyttöliittymä, joka heijastaa valoa., Tämä yhtälö tunnetaan Brewsterin laki, ja θb kutsutaan Brewsterin kulma, joka on nimetty 19th-luvun Skotlannin fyysikko, joka löysi ne.
Asioita, Suuria ja Pieniä: Atomic Selitys Polarisoivasta Suodattimet
Polarisoivasta suodattimet on polarisaatio-akseli, joka toimii viilto. Tämä rako läpäisee sähkömagneettisia aaltoja (usein näkyvää valoa), joilla on akselin suuntainen sähkökenttä. Tämä tapahtuu pitkillä molekyyleillä, jotka ovat kohtisuorassa akseliin nähden kuvan 9 mukaisesti.
Kuva 9., Pitkät molekyylit ovat kohtisuorassa polarisoivan suodattimen akseliin nähden. Näihin molekyyleihin nähden kohtisuorassa olevan EM-aallon Sähkökentän komponentti kulkee suodattimen läpi, kun taas molekyylien suuntainen komponentti imeytyy.
Kuva 10 havainnollistaa, miten osa sähkökentän suuntaisesti pitkä molekyylejä on imeytynyt. Sähkömagneettinen aalto koostuu värähtelevistä sähkö-ja magneettikentistä. Sähkökenttä on voimakas magneettikenttään verrattuna ja se on tehokkaampi voiman kohdistamisessa molekyylien varauksiin., Eniten vaikuttavat varautuneet hiukkaset ovat molekyylien elektroneja, koska elektronimassat ovat pieniä. Jos elektroni joutuu värähtelemään, se voi absorboida energiaa EM-aallosta. Tämä vähentää aallon kenttiä ja siten vähentää sen voimakkuutta. Pitkissä molekyyleissä elektronit värähtelevät helpommin molekyylin suuntaisesti kuin kohtisuorassa suunnassa. Elektronit sitoutuvat molekyyliin ja niiden liike kohtisuorassa molekyyliä vastaan on rajoitetumpaa. Näin elektronit voivat absorboida em-aaltoja, joiden Sähkökentän komponentti on molekyylin suuntainen., Elektronit reagoivat paljon vähemmän molekyyliin nähden kohtisuoraan oleviin sähkökenttiin ja mahdollistavat näiden kenttien läpäisyn. Näin polarisoivan suodattimen akseli on kohtisuorassa molekyylin pituuteen nähden.
Kuva 10. Taiteilijan käsitys elektronista pitkässä molekyylissä värähtelee molekyylin suuntaisesti. Elektronin värähtely absorboi energiaa ja vähentää molekyylin kanssa yhdensuuntaisen EM-aallon komponentin voimakkuutta.,
Polarisaatio Sironta
Kuva 11. Polarisaatio sironnalla. Unpolarized valon sironta ilman molekyylejä ravistelee niiden elektronit ovat kohtisuorassa alkuperäisen ray. Hajavalon polarisaatio on siis kohtisuorassa alkuperäiseen suuntaan eikä yhdenkään yhdensuuntainen alkuperäisen suunnan kanssa.
Jos et pidä teidän Polaroid aurinkolasit edessä ja kiertää niitä kun katsot sininen taivas, näet taivaalla saada kirkas ja himmeä., Tämä on selvä osoitus siitä, että ilman hajottama valo polarisoituu osittain. Kuva 11 auttaa havainnollistamaan, miten tämä tapahtuu. Koska valo on poikittainen EM-aalto, se värähtelee ilmamolekyylien elektroneja kohtisuorassa kulkusuuntaansa nähden. Elektronit säteilevät sitten kuin pienet antennit. Koska ne ovat kohtisuorassa värähtelevän valon suuntaan ray, ne tuottavat EM säteilyä, joka on polarisoitunut kohtisuoraan suuntaan ray., Kun tarkastelet valo pitkin linjaa, joka on kohtisuorassa alkuperäisen ray, kuten Kuvassa 11, ei voi olla polarisaatio hajallaan valo rinnakkain alkuperäinen ray, koska se vaatisi alkuperäinen ray pitkittäinen aalto. Mukana muihin suuntiin, osa muita polarisaatio voi olla ennustettu pitkin näköyhteyttä, ja hajallaan valo on vain osittain polarisoitunut. Lisäksi moninkertainen sironta voi tuoda valoa silmiin muista suunnista ja se voi sisältää erilaisia polarisaatioita.,
kuvia taivaalta voi pimentää polarisoivilla suodattimilla, joita monet kuvaajat käyttävät pilvien kirkastamiseen sen sijaan. Sironta muista hiukkasista, kuten savusta tai pölystä, voi polarisoida myös valon. Havaita polarisaatio hajallaan EM-aallot voi olla hyödyllinen analyyttinen työkalu määritettäessä sironta lähde.
aurinkolaseissa käytetään erilaisia optisia tehosteita. Polaroidin lisäksi muissa aurinkolaseissa on niihin upotettuja värillisiä pigmenttejä, kun taas toisissa käytetään heijastamattomia tai jopa heijastavia pinnoitteita., Tuore kehityskohde ovat fotokromiset linssit, jotka tummuvat auringonvalossa ja kirkastuvat sisätiloissa. Fototrooppisten linssit ovat upotettu orgaaninen mikrokiteinen molekyylien muuttaa niiden ominaisuuksia, kun se altistetaan UV-auringonvalossa, mutta tullut selväksi, keinotekoinen valaistus-ei UV.
Vie-Kotiin-Kokeilu: Polarisaatio
Polaroid aurinkolasit ja kierrä yksi pitämällä muut vielä ja katsoa erilaisia pintoja ja esineitä. Selitä havaintosi. Mikä on ero kulmassa, kun näet enimmäisvoimakkuuden ja kun näet vähimmäisvoimakkuuden?, Etsi heijastava lasipinta ja tee samoin. Missä kulmassa lasi on suunnattava antamaan vähintään häikäisyä?
Neste Kiteet ja Muut Polarisaatio Vaikutuksia Materiaalit
Kun olet epäilemättä tietoinen siitä, nestekidenäytöt (Lcd) löytyy kellot, laskimet, tietokoneen näytöt, kännykät, taulu-tv, ja lukemattomia muita paikkoja, sinua voi olla tietoinen siitä, että ne perustuvat polarisaatio. Nestekiteet on nimetty siten, että niiden molekyylit voivat olla linjassa, vaikka ne ovat nesteessä., Nestemäisillä kiteillä on ominaisuus, että ne voivat kiertää niiden läpi kulkevan valon polarisaatiota 90º: lla. Lisäksi tämä ominaisuus voidaan kytkeä pois päältä jännitteen avulla, kuten kuvassa 12 esitetään. On mahdollista manipuloida tätä ominaisuutta nopeasti ja pienillä tarkoin määritellyillä alueilla luoda kontrastikuvioita, joita näemme niin monissa LCD-laitteissa.
litteänäyttöisissä LCD-televisioissa television takaosassa on suuri valo. Valo kulkee edessä näytön kautta miljoonia pieniä yksiköitä kutsutaan pikseliä (kuvan elementit)., Yksi näistä on esitetty Kuvassa 12 (a) ja (b). Jokaisessa yksikössä on kolme solua, punainen, sininen tai vihreä suodattimet, kunkin valvottavan itsenäisesti. Kun nestekiteen ylittävä jännite kytketään pois päältä, nestekide läpäisee valon tietyn suodattimen läpi. Kuvan kontrastia voi vaihdella vaihtelemalla nestekideeseen kohdistetun jännitteen lujuutta.
Kuva 12., (a) Polarisoitunut valo käännetään 90º nestettä kristalli ja sitten ohi polarisoivasta suodatin, joka on sen akselin kohtisuorassa alkuperäisen polarisaatio suuntaan. (b) Kun jännite on sovellettu liquid crystal, polarisoitunut valo ei ole kierretty ja on estänyt suodatin, jolloin alueella tumma verrattuna sen ympäristössä. (c) LCDs voidaan tehdä värispesifinen, pieni, ja tarpeeksi nopeasti käytettäväksi kannettavissa tietokoneissa ja televisioissa. (luotto: Jon Sullivan)
Monet kiteitä ja ratkaisuja kiertää kone polarisaatio valo kulkee niiden kautta., Tällaisten aineiden sanotaan olevan optisesti aktiivisia. Esimerkkejä ovat sokerivesi, insuliini ja kollageeni (KS.kuva 13). Aineen tyypistä riippuen pyörimissuunta riippuu useista tekijöistä. Näiden joukossa on aineen pitoisuus, etäisyys, jonka valo kulkee läpi, ja valon aallonpituus. Optinen aktiivisuus johtuu aineen molekyylien epäsymmetrisestä muodosta, kuten kierteisyydestä., Aineiden läpi kulkevan polarisoidun valon pyörimisliikkeen mittauksia voidaan siten käyttää pitoisuuksien mittaamiseen, mikä on sokereiden standarditekniikka. Se voi myös antaa tietoa muotoisia molekyylejä, kuten proteiineja, ja tekijöitä, jotka vaikuttavat niiden muodot, kuten lämpötila ja pH-arvo.
Kuva 13. Optinen aktiivisuus on joidenkin aineiden kyky kiertää niiden läpi kulkevan valon polarisoitumistasoa. Kierto havaitaan polarisoivalla suodattimella tai analysaattorilla.,
Lasi ja muovi tulee optisesti aktiivinen, kun stressaantunut; mitä suurempi stressi, sitä suurempi vaikutus. Optisen stressin analyysi monimutkaisista muodoista voidaan suorittaa tekemällä niistä muovimalleja ja tarkkailemalla niitä ristikkäisten suodattimien kautta, kuten kuvassa 14 esitetään. On ilmeistä, että vaikutus riippuu aallonpituudesta sekä stressistä. Aallonpituusriippuvuutta käytetään joskus myös taiteellisiin tarkoituksiin.
Kuva 14. Ristikkäisten polarisaattorien väliin sijoitetun muovilinssin optinen stressianalyysi., (luotto: Infopro, Wikimedia Commons)
Toinen mielenkiintoinen ilmiö liittyy polarisoitunut valo on kyky jotkut kiteet split unpolarized valonsäteen kahteen. Tällaisten kiteiden sanotaan olevan kaksivaiheisia (KS.Kuva 15). Jokaisella erotetulla säteellä on erityinen polarisaatio. Yksi käyttäytyy normaalisti ja on nimeltään tavalliset ray, kun taas toinen ei tottele Snellin lain ja kutsutaan ylimääräiseen ray. Birefringenttikiteitä voidaan käyttää polarisoituneiden säteiden tuottamiseen polarisoimattomasta valosta., Jotkut birefringent materiaalit mieluummin absorboivat yhden polarisaatioista. Näitä materiaaleja kutsutaan dikroonisiksi, ja ne voivat tuottaa polarisaatiota tällä etuoikeutetulla absorptiolla. Näin polarisoivat suodattimet ja muut polarisaattorit toimivat. Kiinnostunutta lukijaa pyydetään jatkamaan polarisaatioon liittyvien materiaalien lukuisia ominaisuuksia.
Kuva 15. Birefringenttimateriaalit, kuten tavallinen mineraalilaskiitti, halkaisevat polarisoimattomat valonsäteet kahdeksi., Tavallinen ray käyttäytyy odotetusti, mutta poikkeuksellinen ray ei tottele Snellin lakia.
– Osion Yhteenveto
- Polarisaatio on ominaisuus, että aalto heilahtelut on selvä suunta suhteessa suuntaan eteneminen aalto.
- EM-aallot ovat poikittaisia aaltoja, jotka saattavat polarisoitua.
- polarisaatiosuunta määritellään EM-aallon Sähkökentän suuntaiseksi.
- Polarisoimaton valo koostuu monista säteistä, joilla on satunnaiset polarisaatiosuunnat.,
- valo voidaan polarisoida siirtämällä se polarisoivan suodattimen tai muun polarisoivan materiaalin läpi. Intensiteetti I polarisoitunut valo kun kulkee polarisoivasta suodatin on I = I0 cos2 θ, missä I0 on alkuperäinen intensiteetti ja θ on kulma suunta, polarisaatio ja akselin suodatin.
- polarisaatiota tuottaa myös reflection.,
- Brewsterin lain mukaan heijastunut valo on täysin polarisoitunut kulma harkinta-θb, joka tunnetaan nimellä Brewsterin kulma, antama lausunto, joka tunnetaan Brewsterin laki: \tan{\theta }_{\text{b}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}\\, missä n1 on väline, jolla tapaus ja heijastuu valo matka-ja n2 on indeksi taittumisen väline, joka muodostaa käyttöliittymä, joka heijastaa valoa.
- polarisaatiota voidaan tuottaa myös sironnalla.,
- on olemassa useita optisesti vaikuttavia aineita, jotka kiertävät niiden läpi kulkevan valon polarisaatiosuuntaa.
Käsitteellisiä Kysymyksiä
- missä olosuhteissa on vaihe valo muuttaa heijastus? Liittyykö vaihe polarisaatioon?
- Voiko ilmassa oleva ääniaalto polarisoitua? Selittää.
- mikään valo ei kulje kahden täydellisen polarisoivan suodattimen läpi, joissa on kohtisuorat akselit. Kuitenkin, jos kolmas polarisoiva suodatin sijoitetaan kahden alkuperäisen väliin, jonkin verran valoa voi kulkea. Miksi?, Missä olosuhteissa suurin osa valosta kulkee?
- Selittää, mitä tapahtuu energia-carried by light, että se on himmennettynä, ajamalla se läpi kaksi ristissä polarisoivasta suodattimet.
- Kun hiukkasten sironta valoa on paljon pienempi kuin sen aallonpituus, määrä sironta on verrannollinen \frac{1}{{\lambda }^{4}}\\. Merkitseekö tämä sitä, että pienelle λ: lle on enemmän sirontaa kuin suurelle λ: lle? Miten tämä liittyy siihen, että taivas on sininen?
- selitä edellisessä kysymyksessä annettujen tietojen perusteella, miksi auringonlaskut ovat punaisia.,
- kun valo heijastuu Brewsterin kulmaan sileästä pinnasta, se on 100% polarisoitunut pinnan suuntaisesti. Osa valosta taittuu pintaan. Kuvaile, miten tekisit kokeen, joka määrittää taittuneen valon polarisaation. Mihin suuntaan odotat polarisaation olevan ja Odotatko sen olevan 100%?
Ongelmia & Harjoituksia
- Mitä kulma on välillä tarvitaan, mihin suuntaan polarisoitunut valo ja akselin polarisoiva suodatin leikata sen intensiteetti kahtia?,
- kahden polarisoivan suodattimen akseleiden välinen kulma on 45,0 º. Kuinka paljon toinen suodatin vähentää ensimmäisen läpi tulevan valon voimakkuutta?
- Jos sinulla on täysin polarisoitunut valo teho 150 W/m2, mikä on sen intensiteetti, kun kulkee polarisoivasta suodatin, jonka akseli on 89.0 º kulmassa valo polarisaatio suuntaan?
- Mikä kulma olisi akselin polarisoiva suodatin täytyy tehdä suuntaan polarisoitunut valo intensiteetti 1.00 kW/m2 vähentää intensiteetti 10,0 W/m2?,
- lopussa Esimerkki 1, se oli ilmoittanut, että intensiteetti polarisoitunut valo vähenee 90,0% alkuperäisestä arvosta kulkee polarisoivasta suodatin sen akselin kulmassa 18,4 º suuntaan polarisaatio. Vahvista tämä lausunto.
- Näytä, että jos sinulla on kolme polarisoivasta suodattimet, toisen kulmassa 45º ensimmäisen ja kolmannen kulmassa 90.0 º ensimmäinen, valon voimakkuus ohitti ensin alennetaan 25.0% sen arvosta., (Tämä on toisin kuin ottaa vain ensimmäisen ja kolmannen, joka vähentää intensiteetti on nolla, joten sijoittamalla toinen toisistaan kasvaa intensiteetti läpivalossa.)
- Todistaa, että jos I on valon intensiteetti lähetetään kaksi polarisoivasta suodattimet akselit kulmassa θ ja I on intensiteetti, kun akselit ovat kulmassa 90.0 ° − θ, niin I + I = I0 alkuperäisen intensiteetti. (Vihje: Käytä trigonometriset identiteetit cos (90.0 ° − θ) = sin θ ja cos2 θ + sin2 θ = 1.)
- missä kulmassa valo heijastuu timantti täysin polarisoitunut?,
- mikä on Brewsterin kulma vedessä liikkuvalle valolle, joka heijastuu kruunulasista?
- sukeltaja näkee valon heijastuvan veden pinnasta. Missä kulmassa tämä valo polarisoituu täysin?
- mitä kulma on valo sisällä kruunu lasi täysin polarisoitunut, kun heijastuu vedestä, kun kala säiliö?
- ikkunasta 55,6 º: n lämpötilassa heijastuva valo on täysin polarisoitunut. Mikä on ikkunan refraktioindeksi ja todennäköinen aine, josta se tehdään?
- (a) 62,5 º: n lämpötilassa renkaan jalokivestä heijastuva valo on täysin polarisoitunut., Voiko jalokivi olla timantti? b) missä kulmassa valo olisi täysin polarisoitunut, jos jalokivi olisi vedessä?
- Jos θb on Brewsterin kulma valo heijastuu ylhäältä rajapinnan kahden aineita, ja θ ’b on Brewsterin kulma valo heijastuu alhaalta, todistaa, että θb + θ’ b = 90.0 º.
- Integroidut käsitteet. Jos polarisoiva suodatin vähentää polarisoidun valon voimakkuuden 50,0 prosenttiin alkuperäisestä arvostaan, kuinka paljon sähkö – ja magneettikentät vähenevät?
- Integroidut käsitteet., Oletetaan, että laitat kaksi paria Polaroid aurinkolasit niiden akselit kulmassa 15.0 º. Kuinka kauan kestää valon tallettaa tietyn määrän energiaa silmään verrattuna yhden aurinkolasit? Oletetaan, että linssit ovat selkeitä polarisoivia ominaisuuksia lukuun ottamatta.
- Integroidut käsitteet. a) päivänä, jona auringonvalon voimakkuus on 1,00 kW/m2, halkaisijaltaan 0,200 m oleva pyöreä linssi kohdistaa valon veteen mustassa dekantterilasissa. Linssin eteen asetetaan kaksi polarisoivaa muovilevyä akseleineen 20,0 º: n kulmassa., Olettaen, että auringonvalo on unpolarized ja polarisaattorit ovat 100% tehokkaampi, mikä on alkuperäinen koron lämmitys vesi ºC/s, olettaen, että se on 80.0% imeytyy? Alumiininen dekantterilasi on massaltaan 30,0 grammaa ja sisältää 250 grammaa vettä. B) kuumenevatko polarisoivat suodattimet? Selittää.,kone
optisesti aktiivinen: aineet, jotka pyörivät kone polarisaatio valo kulkee niiden kautta
polarisaatio: ominaisuus, että aalto heilahtelut on selvä suunta suhteessa suuntaan eteneminen aalto
polarisoitunut: – aaltoja, joilla on sähkö-ja magneettikentän heilahtelut tiettyyn suuntaan
heijastunut valo on täysin polarisoitunut: valo heijastuu kulma harkinta-θb, tiedossa kuin Brewsterin kulma,
unpolarized: aaltoja, jotka ovat satunnaisesti polarisoitunut
vertikaalisesti polarisoitunut: heilahtelut ovat pystytasossa
Leave a Reply