Cialis ruski analozi. Cialis analogi su jeftini i efikasni lijekovi! Vrijedi li odabrati analogni

Mario Gliozzi

Ranije se govorilo o fenomenu koji je otkrio Hajgens, čije objašnjenje, kako je sam iskreno izjavio, nije mogao dati. Zraka svjetlosti koja je prošla kroz islandski špart kristal poprima neko posebno svojstvo, zbog čega, kada udari u drugi islandski špart kristal s glavnim poprečnim presjekom paralelnim s prvim, više ne doživljava dvostruko prelamanje, već obično. Ako se ovaj drugi spar kristal zarotira, tada će se ponovo dogoditi dvostruko prelamanje, ali intenzitet oba prelomljena zraka ovisit će o kutu rotacije.

U ranim godinama 19. stoljeća, francuski vojni inženjer Etienne Malus (1775-1812) počeo je proučavati ovu pojavu, koji je 1808. otkrio da svjetlost reflektirana od vode pod uglom od 52 ° 45 "ima isto svojstvo kao svjetlost koja se prenosi kroz kristal islandskog šparta, a reflektirajuća površina je, takoreći, glavni dio kristala.

Ova pojava je također uočena kada se reflektira od bilo koje druge tvari, ali je traženi upadni ugao varirao ovisno o indeksu prelamanja tvari. U slučaju refleksije od metalne površine, slika je bila složenija.

U sledećem radu, napisanom iste godine, Malus, eksperimentišući sa polariskopom, koji se i danas u udžbenicima fizike opisuje pod nazivom "Bio polariskop" i koji se sastoji od dva zrcala postavljena pod uglom, dolazi do formulacije bunara - poznati zakon koji nosi njegovo ime.

Upravo u vrijeme kada je Malus provodio svoja istraživanja, Pariška akademija nauka raspisala je konkurs (1808) za najbolju matematičku teoriju dvoloma, potvrđenu iskustvom. Malus je učestvovao na ovom takmičenju i za svoje je dobio nagradu istorijsko značenje djelo "Theorie de la double refraction de la lumiere dans les substances cristalisees" ("Teorija dvostrukog prelamanja svjetlosti u kristalnim supstancama"), objavljeno 1810. U njemu Malus opisuje svoje otkriće i zakon koji je pronašao; da bi to objasnio, on prihvata Njutnovo gledište "ne kao neospornu istinu", već samo kao hipotezu koja omogućava izračunavanje fenomena. Pošto se tako proglasio pristalicom korpuskularne teorije svjetlosti, Malus pokušava pronaći objašnjenje u polarnosti svjetlosnih čestica, koje Newton ukratko spominje u pitanju 26. U prirodnom svjetlu, kako se sada zove, svjetlosne čestice su orijentirane u svim smjerovima, ali kada prolaze kroz dvolomni kristal ili kada se reflektiraju, one su orijentirane na određeni način. Svjetlost u kojoj korpuskule imaju određenu orijentaciju Malus je nazvao polariziranom; ova riječ i njeni derivati ​​ostali su u fizici do danas.

Istraživanje polarizacije svjetlosti, koje je započeo Malus, nastavili su u Francuskoj Biot i Arago, au Engleskoj Brewster, koji je svojedobno bio poznatiji po svom izumu kaleidoskopa (1817) nego po važnim otkrićima na polju kristalna optika. Godine 1811. Malus, Biot i Brewster su neovisno otkrili da je reflektirani snop također djelomično polariziran.

Godine 1815., David Brewster (1781-1868) dopunio je ove studije otkrićem zakona koji nosi njegovo ime: reflektirani snop je potpuno polariziran (a odgovarajući prelomljeni snop ima maksimalnu polarizaciju) kada su reflektirani i prelomljeni snop okomiti na svaki ostalo.

Dominique Francois Arago (1786-1853) uspostavio je polarizaciju svjetlosti polumjeseca, kometa, duge, čime je još jednom potvrdio da se sve to odražava sunčeva svetlost. Polarizovana je i svetlost koju emituje pod kosim uglovima vruća tečnost i čvrsta tela, što dokazuje da ova svjetlost dolazi iz unutrašnjih slojeva materije i da se prelama, gaseći se. Ali najvažnije i najvažnije poznato otkriće Arago je hromatska polarizacija koju je otkrio 1811. Postavljanjem ploče od gorskog kristala debljine 6 mm na putanju polarizovanog snopa i posmatranjem snopa koji prolazi kroz nju kroz špart kristal, Arago je dobio dve slike obojene u komplementarnim bojama. Boja obje slike se nije promijenila kada je ploča rotirana, ali se promijenila kada je rotirajući kristalni spar, a obje boje su uvijek ostale komplementarne. Dakle, ako je jedna od slika najprije bila crvena na određenom položaju kristala spar, onda kada je rotirana, postala je sukcesivno narandžasta, žuta, zelena, itd. Biot je ponovio ovaj eksperiment 1812. i pokazao da je kut rotacije Spar kristal potreban da bi se dobila određena boja slike, proporcionalan je debljini ploče. Osim toga, 1815. godine, Biot je otkrio fenomen kružne polarizacije i prisutnost desnorotacijskih i levorotacijskih supstanci.

Iste godine, Biot je otkrio da turmalin ima dvostruku refrakciju i sposobnost da apsorbuje običan snop i prenosi samo izvanredan. Ovaj fenomen je bio osnova za poznate "turmalinske klešta" koje je dizajnirao Herschel 1820. godine - najjednostavniji polarizacijski uređaj koji je ostao nepromijenjen do danas. Najveća neugodnost ovog uređaja bila je bojanje zraka. Prizma koju je 1820. predložio engleski fizičar William Nicol (1768-1851) nema ovaj nedostatak. Nikolova prizma takođe propušta samo izvanrednu zraku. Kombinaciju dva takva "nikola", kako se danas zovu ove dvolomne prizme, u jedan uređaj, koji još uvijek ima najširu primjenu, izveo je sam Nicol 1839. godine.

Dakle, glavni fenomen polarizacije svjetlosti, koja je ogromna i zanimljiva grana fizike, sada uključena u sve udžbenike, otkrili su francuski fizičari za sedam godina, od 1808. do 1815. A otkako se otkriće tako zanimljivih pojava dogodilo pod barjak korpuskularne teorije, činilo se da ona u ovim fenomenima dobija još jednu potvrdu.

V. MURAKHVERI

Fenomen polarizacije svjetlosti, proučavan i na školskim i na fakultetskim kursevima fizike, ostao je u sjećanju mnogih od nas kao znatiželjan koji nalazi primjenu u tehnologiji, ali se ne susreće u Svakodnevni život optički fenomen. Holandski fizičar G. Kennen, u svom članku objavljenom u časopisu Natuur en Techniek, pokazuje da je to daleko od slučaja – polarizirana svjetlost nas doslovno okružuje.

Ljudsko oko je veoma osetljivo na boju (tj. talasnu dužinu) i jačinu svetlosti, ali mu je treća karakteristika svetlosti, polarizacija, praktično nedostupna. Patimo od polarizacionog sljepila. U tom pogledu, neki predstavnici životinjskog svijeta su mnogo savršeniji od nas. Na primjer, pčele razlikuju polarizaciju svjetlosti gotovo jednako kao i boju ili svjetlinu. A pošto se polarizovana svetlost često nalazi u prirodi, dato im je da vide nešto u svetu oko sebe što je ljudskom oku potpuno nedostupno. Čovjeku je moguće objasniti šta je polarizacija, uz pomoć specijalnih svjetlosnih filtera, on može vidjeti kako se svjetlost mijenja ako se od nje „oduzme” polarizacija, ali mi očigledno ne možemo zamisliti sliku svijeta kroz „oči pčela” (pogotovo što je vizija insekata drugačija od ljudskog i u mnogim drugim aspektima).

Rice. jedan.Šema strukture vidnih receptora ljudi (lijevo) i artropoda (desno). Kod ljudi, molekule rodopsina su nasumično raspoređene s naborima unutarćelijske membrane, kod artropoda - na izraslinama ćelije, u urednim redovima.

Polarizacija je orijentacija oscilacija svjetlosnog vala u prostoru. Ove vibracije su okomite na smjer svjetlosnog snopa. Elementarna svjetlosna čestica (kvant svjetlosti) je val koji se po jasnoći može uporediti s valom koji će teći duž užeta ako, nakon što pričvrstite jedan njegov kraj, rukom protresete drugi. Smjer vibracija užeta može biti različit, ovisno o tome u kojem smjeru tresti uže. Na isti način, smjer oscilacija kvantnih valova može biti različit. Snop svjetlosti se sastoji od mnogo kvanta. Ako su njihove vibracije različite, takva svjetlost nije polarizirana, ali ako svi kvanti imaju potpuno istu orijentaciju, svjetlost se naziva potpuno polarizirana. Stepen polarizacije može biti različit ovisno o tome koji dio kvanta u njemu ima istu orijentaciju oscilacija.

Postoje filteri koji prolaze samo onaj dio svjetlosti čiji su valovi orijentirani na određeni način. Ako pogledate polariziranu svjetlost kroz takav filter i okrenete filter, promijenit će se svjetlina propuštenog svjetla. Ona će biti maksimalna kada se smjer transmisije filtera poklopi sa polarizacijom svjetlosti, a minimalna kada su ti pravci potpuno (za 90°) divergentni. Filter može detektovati polarizacije veće od oko 10%, a posebna oprema detektuje polarizacije od 0,1%.

Polarizacijski filteri, ili polaroidi, prodaju se u foto prodavnicama. Ako kroz takav filter pogledate vedro plavo nebo (kada je oblačno, efekat je mnogo manje izražen) na oko 90 stepeni od pravca prema Suncu, odnosno tako da je Sunce sa strane, a istovremeno kada okrenete filter, tada je jasno vidljivo da se na određenoj poziciji filtera na nebu pojavljuje tamna linija. Ovo ukazuje na polarizaciju svjetlosti koja izlazi iz ovog područja neba. Polaroidni filter otkriva nam fenomen koji pčele vide "jednostavnim okom". Ali ne treba misliti da pčele vide istu tamnu prugu na nebu. Naš položaj se može uporediti s onom potpune daltoniste, osobe koja ne vidi boje. Onaj koji razlikuje samo crno, bijelo i razne nijanse sive boje mogao, gledajući svijet naizmjenično kroz filtere različitih boja, primijetite da se slika svijeta donekle mijenja. Na primjer, kroz crveni filter, crveni mak bi izgledao drugačije na pozadini zelene trave; kroz žuti filter bijeli oblaci na plavom nebu bi se jače isticali. Ali filteri ne bi pomogli daltonistima da shvate kako svijet izgleda za osobu s vidom boja. Baš kao i filteri za slijepe boje, polarizacijski filter nam može reći samo da svjetlost ima neku osobinu koju oko ne percipira.

Polarizaciju svjetlosti koja dolazi s plavog neba neki mogu primijetiti golim okom. Prema poznatom sovjetskom fizičaru akademiku S.I. Vavilov, 25 ... 30% ljudi ima ovu sposobnost, iako mnogi od njih toga nisu svjesni. Kada promatraju površinu koja emituje polariziranu svjetlost (na primjer, isto plavo nebo), takvi ljudi mogu primijetiti slabu žutu traku sa zaobljenim krajevima u sredini vidnog polja.

Rice. 2.

Plavkaste mrlje u njegovom središtu i uz rubove su još manje vidljive. Ako se ravan polarizacije svjetlosti okreće, onda se rotira i žuta traka. Ona je uvijek okomita na smjer svjetlosnih vibracija. Ovo je takozvana Heidingerova figura, otkrio ju je njemački fizičar Heidinger 1845. godine. Sposobnost da vidite ovu figuru može se razviti ako je uspijete primijetiti barem jednom. Zanimljivo je da je Lav Tolstoj daleke 1855. godine, ne poznavajući Haidingerov članak, objavljen devet godina ranije u njemačkom časopisu za fiziku, napisao (Mladi, poglavlje XXXII): „...Nevoljno ostavljam knjigu i zavirujem u otvorena vrata balkona, u kovrčave viseće grane visokih breza, na kojima se već spušta večernja senka, i u vedro nebo, na kome se, dok pažljivo gledaš, odjednom pojavljuje i ponovo nestaje prašnjava žućkasta mrlja... ” Takvo je zapažanje velikog pisca.

Rice. 3.

U nepolarizovanom svetlu ( 1 ) oscilacije električne i magnetske komponente se javljaju u različitim ravnima, koje se mogu svesti na dvije, istaknute na ovoj slici. Ali nema oscilacija duž putanje prostiranja snopa (svjetlost, za razliku od zvuka, nije uzdužne oscilacije). U polarizovanom svetlu ( 2 ) izdvojena je jedna ravnina vibracija. U svjetlosti polariziranoj u krug (kružno), ova ravnina je uvijena u prostoru pomoću vijka ( 3 ). Pojednostavljeni dijagram objašnjava zašto je reflektovana svjetlost polarizirana ( 4 ). Kao što je već pomenuto, sve ravni oscilovanja koje postoje u gredi mogu se svesti na dve, prikazane su strelicama. Jedna od strelica gleda u nas i uobičajeno nam je vidljiva kao tačka. Nakon refleksije svjetlosti, jedan od smjerova oscilacija koji postoje u njemu poklapa se s novim smjerom prostiranja snopa, a elektromagnetne oscilacije se ne mogu usmjeravati duž putanje njihovog širenja.

Haidingerova figura se može vidjeti mnogo jasnije kada se gleda kroz zeleni ili plavi filter.

Polarizacija svjetlosti iz vedrog neba samo je jedan primjer pojava polarizacije u prirodi. Drugi čest slučaj je polarizacija reflektirane svjetlosti, odsjaj, na primjer, ležeći na površini vode ili staklenih vitrina. Zapravo, fotografski polaroidni filteri su dizajnirani tako da fotograf može, ako je potrebno, eliminirati ove ometajuće odsjaje (na primjer, kada snima dno plitkog rezervoara ili fotografiše slike i muzejske eksponate zaštićene staklom). Djelovanje polaroida u ovim slučajevima zasniva se na činjenici da je reflektovana svjetlost polarizirana u jednom ili drugom stepenu (stepen polarizacije ovisi o kutu upada svjetlosti i pod određenim uglom, koji je različit za različite supstance, takozvani Brewsterov ugao, reflektovana svjetlost je potpuno polarizirana). Ako sada pogledamo odsjaj kroz polaroidni filter, nije teško pronaći takav okret filtera pri kojem je odsjaj potpuno ili u velikoj mjeri potisnut.

Korištenje polaroidnih filtera u sunčanim naočalama ili vjetrobranskim staklima omogućava vam da uklonite dosadne, zasljepljujuće odsjaje s površine mora ili mokrog autoputa.

Zašto je reflektovana svjetlost i raspršena svjetlost neba polarizirana? Potpun i matematički rigorozan odgovor na ovo pitanje je izvan okvira male naučno-popularne publikacije (čitaoci ga mogu pronaći u literaturi navedenoj na kraju članka). Polarizacija u ovim slučajevima nastaje zbog činjenice da su vibracije čak i u nepolarizovanom snopu već "polarizovane" u određenom smislu: svjetlost, za razliku od zvuka, nije longitudinalne, već poprečne vibracije. U snopu nema oscilacija duž putanje njegovog širenja (vidi dijagram). Oscilacije i magnetske i električne komponente elektromagnetnih valova u nepolariziranom snopu usmjerene su u svim smjerovima od njegove ose, ali ne i duž ove ose. Svi pravci ovih oscilacija mogu se svesti na dva, međusobno okomita. Kada se snop reflektuje od ravni, on mijenja smjer i jedan od dva smjera oscilacije postaje "zabranjen", jer se poklapa sa novim smjerom prostiranja zraka. Zraka postaje polarizovana. U prozirnoj tvari dio svjetlosti ide duboko, prelamajući se, a prelomljena svjetlost je također polarizirana, iako u manjoj mjeri od reflektovane.

Raspršena svjetlost neba nije ništa drugo nego sunčeva svjetlost, koja je podvrgnuta višestrukim refleksijama od molekula zraka, prelomljenih u kapljicama vode ili kristalima leda. Stoga je u određenom smjeru od Sunca polariziran. Polarizacija se događa ne samo s usmjerenom refleksijom (na primjer, s površine vode), već i s difuznom refleksijom. Dakle, uz pomoć polaroid filtera, lako je provjeriti da li je svjetlost koja se reflektira od trotoara autoputa polarizirana. U ovom slučaju djeluje nevjerojatna ovisnost: što je tamnija površina, to je polariziranija svjetlost koja se odbija od nje. Ova zavisnost se naziva Umovljev zakon, po ruskom fizičaru koji ju je otkrio 1905. godine. Asfaltni autoput je, po Umovljevom zakonu, polarizovaniji od betonskog, a mokri je polarizovaniji od suvog. Mokra površina ne samo da je sjajnija, već je i tamnija od suhe.

Imajte na umu da svjetlost reflektirana od površine metala (uključujući i ogledala - uostalom, svako ogledalo je prekriveno tankim slojem metala) nije polarizirano. To je povezano sa visoka provodljivost metala, s tim da imaju dosta slobodnih elektrona. Refleksija elektromagnetnih talasa od takvih površina se dešava drugačije nego od dielektričnih, neprovodnih površina.

Polarizacija nebeske svjetlosti otkrivena je 1871. godine (prema drugim izvorima čak i 1809. godine), ali je detaljno teorijsko objašnjenje ovog fenomena dato tek sredinom našeg stoljeća. Međutim, kako su otkrili istoričari koji proučavaju drevne skandinavske sage o vikinškim putovanjima, hrabri mornari prije gotovo tisuću godina koristili su polarizaciju neba za navigaciju. Obično su plovili, vođeni Suncem, ali kada je sunce bilo skriveno iza neprekidnih oblaka, što nije neuobičajeno u sjevernim geografskim širinama, Vikinzi su gledali u nebo kroz poseban „sunčev kamen“, koji je omogućio da se vidi tamna traka na nebu na 90° od pravca Sunca ako oblaci nisu previše gusti. Iz ovog benda možete procijeniti gdje je Sunce. „Sunčev kamen“ je očigledno jedan od prozirnih minerala sa polarizacionim svojstvima (najverovatnije islandski špart, uobičajen u severnoj Evropi), a pojava tamnije trake na nebu objašnjava se činjenicom da, iako se Sunce ne vidi iza oblaci, svjetlost neba koja prodire kroz oblake, ostaje donekle polarizirana. Prije nekoliko godina, testirajući ovu pretpostavku istoričara, pilot je malim avionom preletio iz Norveške na Grenland, koristeći samo kristal minerala kordierita, koji polarizuje svjetlost, kao navigacijski uređaj.

Već je rečeno da mnogi insekti, za razliku od ljudi, vide polarizaciju svjetlosti. Pčele i mravi, ništa gore od Vikinga, koriste ovu sposobnost da se orijentišu u slučajevima kada je Sunce prekriveno oblacima. Šta daje oku insekata ovu sposobnost? Činjenica je da su u oku sisara (uključujući ljude) molekuli pigmenta rodopsina osjetljivog na svjetlost raspoređeni nasumično, a u oku insekta isti molekuli su složeni u uredne redove, orijentirani u jednom smjeru, što omogućava da jače reaguju na svetlost čije vibracije odgovaraju ravni postavljanja molekula. Haidingerova figura se može vidjeti jer je dio naše mrežnice prekriven tankim, paralelnim vlaknima koja djelomično polariziraju svjetlost.

Zanimljivi efekti polarizacije također su uočeni u rijetkim nebeskim optičkim fenomenima, poput duge i oreola. Činjenica da je svjetlost duge visoko polarizirana otkrivena je 1811. Rotirajući polaroid filter, dugu možete učiniti gotovo nevidljivom. Svetlost oreola je takođe polarizovana - svetleći krugovi ili lukovi koji se ponekad pojavljuju oko Sunca i Meseca. U formiranju duge i oreola, uz refrakciju, uključena je i refleksija svjetlosti, a oba ova procesa, kao što već znamo, dovode do polarizacije. Polarizovane i neke vrste aurore.

Na kraju, treba napomenuti da je svjetlost nekih astronomskih objekata također polarizirana. Najpoznatiji primjer je Rakova maglina u sazviježđu Bika. Svjetlost koju emituje je takozvano sinhrotronsko zračenje, koje nastaje kada brzo leteće elektrone usporava magnetsko polje. Sinhrotronsko zračenje je uvijek polarizirano.

Vraćajući se na Zemlju, primjećujemo da neke vrste buba, koje imaju metalni sjaj, pretvaraju svjetlost reflektovanu sa njihovih leđa u polarizirani krug. Ovo je naziv polarizirane svjetlosti, čija je ravan polarizacije uvijena u prostoru u spiralnom smjeru, lijevo ili desno. Metalni odsjaj leđa takve bube, kada se gleda kroz poseban filter koji otkriva kružnu polarizaciju, ispada da je ljevoruk. Sve ove bube pripadaju porodici skarabeja, a kakvo je biološko značenje opisanog fenomena još nije poznato.

književnost:

1. Bragg W. Svijet svjetlosti. Svet zvuka. Moskva: Nauka, 1967.
2. Vavilov S.I. Oko i sunce. Moskva: Nauka, 1981.
3. Vener R. Polarizirana svjetlosna navigacija kod insekata. Journal. Scientific American, jul 1976
4. Zhevandrov I.D. Anizotropija i optika. Moskva: Nauka, 1974.
5. Kennen G.P. Nevidljiva svjetlost. polarizacija u prirodi. Journal. Natuur en tehhniek. br. 5. 1983.
6. Minnart M. Svjetlo i boja u prirodi. Moskva: Fizmatgiz, 1958.
7. Frisch K. Iz života pčela. M.: Mir, 1980.

Nauka i život. 1984. br. 4.

Smjer prostiranja talasa;

Nekoherentno zračenje ne smije biti polarizirano, niti biti potpuno ili djelomično polarizirano na bilo koji od gore navedenih načina. U ovom slučaju, koncept polarizacije je shvaćen statistički.

U teorijskom razmatranju polarizacije, pretpostavlja se da se val širi horizontalno. Tada možemo govoriti o vertikalnoj i horizontalnoj linearnoj polarizaciji vala.

Teorija fenomena

Elektromagnetski val se može razložiti (i teoretski i praktično) na dvije polarizirane komponente, na primjer polarizirane vertikalno i horizontalno. Moguća su i druga proširenja, na primjer, u različitom paru međusobno okomitih smjerova, ili u dvije komponente koje imaju lijevu i desnu kružnu polarizaciju. Prilikom pokušaja proširenja linearno polariziranog vala u kružne polarizacije (ili obrnuto), pojavit će se dvije komponente poluintenziteta.

I sa kvantnog i sa klasične tačke gledišta, polarizacija se može opisati dvodimenzionalnim kompleksnim vektorom ( Jones vektor). Polarizacija fotona je jedna implementacija q-bita.

Zračenje antene obično ima linearnu polarizaciju.

Promjenom polarizacije svjetlosti pri refleksiji od površine, može se suditi o strukturi površine, optičkim konstantama i debljini uzorka.

Ako je raspršena svjetlost polarizirana, tada je korištenjem polarizacijskog filtera s različitom polarizacijom moguće ograničiti prolaz svjetlosti. Intenzitet svjetlosti koja prolazi kroz polarizatore podliježe Malusovom zakonu. LCD ekrani rade na ovom principu.

Neka živa bića, kao što su pčele, mogu razlikovati linearnu polarizaciju svjetlosti, što im daje dodatne mogućnosti za orijentaciju u prostoru. Utvrđeno je da neke životinje, kao što je paun mantis škampi, mogu razlikovati kružno polariziranu svjetlost, odnosno svjetlost s kružnom polarizacijom.

Istorija otkrića

Otkriću polarizovanih svetlosnih talasa prethodio je rad mnogih naučnika. Danski naučnik E. Bartholin je 1669. godine prijavio svoje eksperimente sa kristalima krečnjaka (CaCO3), najčešće u obliku pravilnog romboedra, koje su doneli mornari koji su se vraćali sa Islanda. Iznenadilo ga je kada je otkrio da se snop svjetlosti koji prolazi kroz kristal dijeli na dva snopa (sada se zove obična i neobična). Bartholin je proveo temeljnu studiju fenomena dvostruke refrakcije koji je otkrio, ali nije mogao dati objašnjenje. Dvadeset godina nakon eksperimenata E. Bartholina, njegovo otkriće je privuklo pažnju holandskog naučnika H. Huygensa. On je sam počeo da istražuje svojstva islandskih šparta i dao objašnjenje za fenomen dvostruke refrakcije na osnovu svoje talasne teorije svetlosti. Istovremeno je predstavio važan koncept optička os kristala, pri rotaciji oko koje nema anizotropije svojstava kristala, odnosno njihove ovisnosti o smjeru (naravno, nemaju svi kristali takvu osu). U svojim eksperimentima, Huygens je otišao dalje od Bartholina, propuštajući oba snopa koja su izašla iz islandskog spar kristala kroz drugi sličan kristal. Ispostavilo se da ako su optičke ose oba kristala paralelne, onda više ne dolazi do daljeg raspadanja ovih zraka. Ako se drugi romboedar zarotira za 180 stepeni oko smjera prostiranja običnog zraka, tada prilikom prolaska kroz drugi kristal, izvanredni zrak prolazi kroz pomak u smjeru suprotnom od pomaka u prvom kristalu, a oba zraka će doći iz takvog sistema spojeni u jedan snop. Također je utvrđeno da se, ovisno o kutu između optičkih osa kristala, mijenja intenzitet običnih i izvanrednih zraka. Ove studije su Hajgensa dovele blizu otkrića fenomena polarizacije svetlosti, ali on nije mogao da napravi odlučujući korak, jer se u njegovoj teoriji pretpostavljalo da su svetlosni talasi longitudinalni. Da bi objasnio eksperimente H. Huygensa, I. Newton, koji se pridržavao korpuskularne teorije svjetlosti, iznio je ideju o odsustvu aksijalna simetrija svjetlosnog snopa i time napravio važan korak ka razumijevanju polarizacije svjetlosti. Francuski fizičar E. Malus je 1808. godine, gledajući kroz komad islandske špage na prozore Luksemburške palate u Parizu, koji sija na zracima zalazećeg sunca, na svoje iznenađenje primetio da na određenom položaju kristala, samo jedna slika je bila vidljiva. Na osnovu ovog i drugih eksperimenata, a oslanjajući se na Newtonovu korpuskularnu teoriju svjetlosti, sugerirao je da su korpuskule na sunčevoj svjetlosti nasumično orijentirane, ali nakon refleksije od površine ili prolaska kroz anizotropni kristal, dobijaju određenu orijentaciju. Takvu "naređenu" svjetlost nazvao je polariziranom.

Stokesovi parametri

Prikaz polarizacije u smislu Stokesovih parametara na Poincaréovoj sferi

AT opšti slučaj ravan monohromatski talas ima desnu ili levu eliptičnu polarizaciju. Puna karakteristika elipsu daju tri parametra, na primjer, poludužine stranica pravokutnika u koji je upisana polarizaciona elipsa A 1 , A 2 i faznu razliku φ, odnosno poluose elipse a , b i ugao ψ između ose x i glavnu os elipse. Pogodno je opisati eliptički polarizirani val na osnovu Stokesovih parametara:

, ,

Samo tri od njih su nezavisne, jer je identitet istinit:

Ako uvedemo pomoćni ugao χ, definisan izrazom (znak odgovara desnoj, a - lijevoj polarizaciji), onda možemo dobiti sljedeće izraze za Stokesove parametre:

Na osnovu ovih formula, moguće je okarakterisati polarizaciju svjetlosnog vala na jasan geometrijski način. U ovom slučaju, Stokesovi parametri , , se tumače kao kartezijanske koordinate točke koja leži na površini sfere polumjera . Uglovi i imaju značenje sfernih ugaonih koordinata ove tačke. Takav geometrijski prikaz predložio je Poincare, pa se ova sfera naziva Poincaréova sfera.

Uz , , koriste se i normalizirani Stokesovi parametri , , . Za polarizovano svetlo .

vidi takođe

Književnost

• Akhmanov S.A., Nikitin S.Yu. - Fizička optika, 2. izdanje, M. - 2004.
• Born M., Wolf E. - Osnove optike, 2. izdanje, revidirano, trans. sa engleskog, M. - 1973

Bilješke

Wikimedia Foundation. 2010 .

Pogledajte šta je "polarizacija svetlosti" u drugim rečnicima:

Phys. optička karakteristika. radijacije, koja opisuje poprečnu anizotropiju svjetlosnih valova, tj. neekvivalentnu dec. pravci u ravni okomitoj na svetlosni snop. Prve naznake poprečne anizotropije svjetlosnog snopa dobivene su ... Physical Encyclopedia

Moderna enciklopedija

Polarizacija svetlosti- POLARIZACIJA SVETLOSTI, urednost u orijentaciji vektora intenziteta električnog E i magnetnog H polja svetlosnog talasa u ravni okomitoj na prostiranje svetlosti. Postoji linearna polarizacija svjetlosti, kada E ostaje konstantan ... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik

polarizacija svetlosti- polarizacija Svojstvo svjetlosti karakterizirano prostorno-vremenskim uređenjem orijentacije magnetnih i električnih vektora. Napomene 1. U zavisnosti od vrste poretka razlikuju se: linearna polarizacija, eliptična ... ...

- (lat. od polus). Svojstvo zraka svjetlosti koje, kada se reflektiraju ili prelome, gube svoju sposobnost da se ponovo reflektiraju ili prelamaju u poznatim smjerovima. Rječnik strane reči uključeno u ruski jezik. Čudinov A.N.,… … Rečnik stranih reči ruskog jezika

Uređenost u orijentaciji vektora intenziteta električnog E i magnetnog H polja svjetlosnog vala u ravni okomitoj na svjetlosni snop. Razlikovati linearnu polarizaciju svjetlosti kada E održava konstantan smjer (po ravnini ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

polarizacija [svjetlosti]- Redosled orijentacije elektro vektora magnetsko polje svjetlosni val u ravni okomitoj na smjer prostiranja svjetlosnog snopa; princip P. koristi se u dizajnu polarizacionog mikroskopa [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. ... ... Priručnik tehničkog prevodioca

Uređenost u orijentaciji vektora jačine električnog E i magnetskog H polja svjetlosnog vala u ravni okomitoj na svjetlosni snop. Razlikovati linearnu polarizaciju svjetlosti kada E održava konstantan smjer (ravnina ... ... enciklopedijski rječnik

Polarizaciona polarizacija [svetlosti]. Redosled orijentacije vektora elektromagnetnog polja svetlosnog talasa u ravni okomitoj na pravac prostiranja svetlosnog snopa; princip P. se koristi u dizajnu polarizacionog mikroskopa ... Molekularna biologija i genetika. Rječnik.

polarizacija svetlosti- šviesos poliarizacija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. polarizacija svjetlosti vok. Lichtpolarisation, f rus. polarizacija svjetlosti, f pranc. polarization de la lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Mnogi ljudi smatraju da je polarizacija svjetlosti fenomenalna pojava koja ima široku distribuciju i primjenu u tehnologiji i gotovo se nikada ne javlja u svakodnevnom životu. Zapravo, takva izjava nije sasvim tačna, što je u članku dokazao holandski fizičar G. Kennen.

Opšti koncept

OD naučna tačka vida, polarizacija svjetlosti je orijentacija u prostoru svjetlosnih vibracija koje su okomite na smjer vala. Svjetlosni snop se sastoji od mnogo jednostavnih elemenata zvanih kvanti. Smjer njihovih oscilacija može biti vrlo raznolik. U slučaju kada se kvanti razlikuju u identičnoj orijentaciji, svjetlosni tok se naziva polariziranim. U zavisnosti od udjela takvih čestica u određenom zračenju, stepen polarizacije se mijenja.

Filteri

Postoji veliki broj filtera koji mogu proći zrake samo određene orijentacije. Ako pogledate kroz njih u polarizirani svjetlosni tok i okrenete se u isto vrijeme, svjetlina će se promijeniti. U slučaju kada se polarizacija svjetlosti poklopi sa smjerom transmisije, ona će postati maksimalna, a ako se potpuno raziđe, bit će minimalna. Takve filtere možete kupiti u običnim trgovinama specijaliziranim za prodaju fotografske opreme. Kada se kroz njih gleda u vedro nebo, pod uslovom da je Sunce sa strane, u određenom trenutku tokom skretanja, postaće vidljiva crna pruga. To je dokaz da su svjetlosni valovi koji izlaze iz ovog područja neba polarizirani.

Haidingerova figura

Svojevremeno je poznati fizičar iz SSSR-a S. I. Vavilov vodio istraživanje, čiji su rezultati iznijeli zanimljivu teoriju. Prema njemu, polarizacija svjetlosti je vidljiva bez ikakvih pomoćnih uređaja za otprilike jednu od četiri osobe na planeti. Štoviše, većina ovih ljudi nije ni svjesna prisustva takve osobine u vlastitoj viziji. Kada gledaju isto plavo nebo, u središtu njihovog vidnog polja pojavljuje se jedva primjetna žuta traka sa blago zaobljenim krajevima. U sredini i na ivicama postoje i blijedoplavkaste mrlje. Kada se rotira ravan polarizacije, rotira se i traka, jer je uvijek okomita na smjer svjetlosnih vibracija. U nauci je ovaj fenomen poznat kao Haidingerova figura. Ime je dobio po njemačkom fizičaru koji ga je otkrio 1845. Ako ga primijetite barem jednom, može se razviti sposobnost da vidite ovu mrlju. Treba napomenuti da se pri korištenju filtera plave ili zelene svjetlosti Haidingerov lik sasvim jasno vidi.

Primjeri polarizacije svjetlosti i kako je eliminirati

Polarizacija svjetlosti iz vedrog neba je samo najjednostavniji i najčešće korišteni primjer ovog fenomena. Drugi prilično česti slučajevi uključuju odsjaj koji leži na staklenim vitrinama i površini vode. Ako je potrebno, mogu se eliminirati uz pomoć posebnih polaroidnih filtera, koje najčešće koriste fotografi. Postaju nezamjenjivi ako na fotografiji trebate snimiti slike zaštićene staklom ili muzejske eksponate. Princip njihovog rada zasniva se na činjenici da svaka reflektovana svjetlost, ovisno o kutu njenog upada, ima jedan ili drugi stupanj polarizacije. Tako se, gledajući bljesak, lako može izabrati takav ugao filtera pod kojim će biti potisnut, sve do njegovog potpunog nestanka. Proizvođači kvalitetnih sunčanih naočala drže se sličnog principa. Zahvaljujući upotrebi polaroidnih filtera u njihovom staklu, moguće je ukloniti ometajući odsjaj koji dolazi s površine mokrog autoputa ili površine mora.

Umov zakon

Svaka raspršena svjetlost s neba su sunčeve zrake, koje su pretrpjele brojne refleksije od molekula zraka, a također su više puta razbijene u kristale leda ili vodene kapi. Istovremeno, proces polarizacije karakterističan je ne samo za usmjerenu refleksiju (na primjer, od vode), već i za difuznu refleksiju. Godine 1905. dokazano je da što je tamnija površina od koje se reflektuje svetlosni talas, to je veći stepen polarizacije. Ovo je ušlo u istoriju kao Umov zakon, nazvan po fizičaru koji je uspeo da dokaže ovu zavisnost. Ako to razmotrimo na elementarnom primjeru s asfaltnom magistralom, ispada da je u mokrom stanju više polariziran nego u suhom stanju.

Primjena u historiji

Uprkos činjenici da je fenomen polarizacije prvi put otkriven 1871. godine, naučnici su uspjeli da ga detaljno objasne tek sredinom prošlog stoljeća. Bilo kako bilo, postoje istorijski dokazi da su ga vikinški mornari koristili za plovidbu prije više od hiljadu godina. U većini slučajeva glavna referentna tačka za njih je bilo sunce. Međutim, po oblačnom vremenu koristili su takozvani sunčani kamen. Postoje svi razlozi za vjerovanje da je to bila neka vrsta prozirnog minerala koji je imao svojstva polarizacije. Referentna tačka u ovom slučaju bila je tamnija traka koja se pojavljuje na nebu. Kako bi dokazao pretpostavku istoričara i efikasnost ovakve navigacije, prije nekog vremena, norveški pilot je letio malim avionom iz domovina na Grenland, koristeći kao vodič samo kristal kordierita - minerala sa sličnim karakteristikama kao sunčani kamen.

Polarizacija i insekti

Polarizacija svjetlosti vidljiva je mnogim insektima. To se posebno odnosi na pčele i mrave, koji po oblačnom vremenu, zbog ove osobenosti, mogu da se kreću terenom i lako se vrate u svoja staništa. Ova sposobnost se postiže zahvaljujući strukturi vizuelnog sistema. Dok su u oku ljudi i bilo koje druge životinje sisara molekule osjetljive na svjetlost nasumično raspoređene, kod insekata su orijentirane u istom smjeru i leže u urednim redovima.

Polarizacija nekih optičkih pojava i nebeskih objekata

Efekti polarizacije također su karakteristični za tako zanimljive prirodne fenomene kao što su halo (svjetleći lukovi koji se s vremena na vrijeme pojavljuju oko sunca ili mjeseca), duge i određene vrste aurore. To je zbog činjenice da se u svim ovim slučajevima refleksija svjetlosti i njeno prelamanje javljaju istovremeno. Drugim riječima, ako rotirate filter i gledate kroz njega u dugu, u nekom trenutku će postati gotovo nevidljiv. Što se tiče polarizacije nekih astronomskih tijela, rakova maglina, koja se opaža u sazviježđu Bika, postala je njen najupečatljiviji primjer. Činjenica je da svjetlosno zračenje koje emituje nastaje tijekom usporavanja elektrona koji brzo lete magnetnim poljem.

Kružna polarizacija

Neke od varijanti buba, čija leđa imaju metalni sjaj, u stanju su reflektirati zrake i usmjeriti ih u krug. Ova pojava se naziva kružna polarizacija svjetlosti. Ako pogledamo metalnu refleksiju sa leđa ovih insekata kroz filter, možemo vidjeti da je uvijek uvijen ulijevo. Do našeg vremena naučnici nisu bili u stanju da objasne koje je biološko značenje ovog fenomena.

Sada je vrijeme da razgovaramo o tome šta je suština polarizacija svetlosti .

U najopštijem smislu, ispravnije je govoriti o polarizaciji talasa. Polarizacija svjetlosti, kao pojava, poseban je slučaj polarizacije valova. Na kraju krajeva, svjetlost je elektromagnetno zračenje u opsegu koji percipira ljudsko oko.

Šta je polarizacija svjetlosti

Polarizacija je karakteristika poprečnih talasa. Opisuje položaj vektora oscilirajuće veličine u ravni koja je okomita na pravac širenja talasa.

Ako ova tema nije bila na predavanjima na fakultetu, onda ćete se vjerovatno pitati: koja je to oscilirajuća veličina i na koji smjer je okomita?

Kako izgleda širenje svjetlosti ako ovo pitanje pogledate iz ugla fizike? Kako, gdje i šta oscilira i kuda leti?

Svjetlost je elektromagnetski val koji karakteriziraju vektori intenziteta električnog polja E i vektor jačine magnetnog polja H . Između ostalog, Zanimljivosti o prirodi svjetlosti možete pronaći u našem članku.

Prema teoriji Maxwell , svjetlosni talasi su poprečni. To znači da su vektori E i H su međusobno okomite i osciliraju okomito na vektor brzine širenja talasa.

Polarizacija se opaža samo kod poprečnih talasa.

Za opis polarizacije svjetlosti dovoljno je znati položaj samo jednog od vektora. Obično se za to uzima u obzir vektor E .

Ako su pravci oscilovanja vektora svetlosti nekako uređeni, kaže se da je svetlost polarizovana.

Uzmite svjetlo na gornjoj slici. Svakako je polarizovan, budući da je vektor E oscilira u istoj ravni.

Ako je vektor E oscilira u različitim ravnima sa istom vjerovatnoćom, onda se takva svjetlost naziva prirodnom.

Po definiciji, polarizacija svjetlosti je odvajanje zraka od prirodne svjetlosti uz određenu orijentaciju električnog vektora.

Između ostalog! Za naše čitaoce sada postoji popust od 10%. bilo kakvu vrstu posla

Odakle dolazi polarizirana svjetlost?

Svjetlost koju vidimo oko sebe najčešće je nepolarizirana. Svjetlost od sijalica, sunčeva svjetlost, je svjetlost u kojoj vektor napetosti oscilira u svim mogućim smjerovima. Ali ako je vaš posao da cijeli dan buljite u LCD monitor, znate da vidite polarizirano svjetlo.

Da biste promatrali fenomen polarizacije svjetlosti, potrebno je proći prirodnu svjetlost kroz anizotropni medij, koji se naziva polarizator i "odsijeca" nepotrebne smjerove oscilacije, ostavljajući jedan.

Anizotropni medij je medij koji ima različita svojstva ovisno o smjeru unutar ovog okruženja.

Kristali se koriste kao polarizatori. Jedan od prirodnih kristala, koji se često i dugo koristi u eksperimentima na proučavanju polarizacije svjetlosti - turmalin.

Drugi način za dobivanje polarizirane svjetlosti je refleksija od dielektrika. Kada svjetlost padne na sučelje između dva medija, snop se dijeli na reflektiran i prelomljen. U ovom slučaju, zraci su djelimično polarizovani, a stepen njihove polarizacije zavisi od upadnog ugla.

Odnos između upadnog ugla i stepena polarizacije svetlosti izražava se sa Brewsterov zakon .

Kada svjetlost pada na sučelje pod uglom čiji je tangent jednak relativnom indeksu prelamanja dva medija, reflektirani snop je linearno polariziran, a prelomljeni zrak je djelomično polariziran, s vibracijama koje dominiraju u ravni upada zraka.

Linearno polarizirana svjetlost je svjetlost koja je polarizirana tako da je vektor E oscilira samo u jednoj specifičnoj ravni.

Praktična primjena fenomena polarizacije svjetlosti

Polarizacija svjetlosti nije samo fenomen koji je zanimljiv za proučavanje. Široko se koristi u praksi.

Primjer koji je skoro svima poznat je 3D bioskop. Drugi primjer su polarizirane naočale, u kojima se odsjaj sunca na vodi ne vidi, a farovi nadolazećih automobila ne zasljepljuju vozača. Polarizacijski filteri se koriste u fotografskoj tehnologiji, a polarizacija valova se koristi za prijenos signala između antena svemirskih letjelica.

Polarizaciju nije najteže razumjeti prirodni fenomen. Iako ako zakopate duboko i počnete temeljito razumjeti fizičke zakone kojima se pridržava, mogu nastati poteškoće.

Kako ne biste gubili vrijeme i što brže savladali poteškoće, potražite savjet i pomoć od naših autora. Pomoći ćemo vam da završite esej, laboratorijski rad, riješite kontrolne zadatke na temu "polarizacija svjetlosti".