편광이란 무엇이며 실제 적용
편광된 빛은 분포에서 표준 빛과 다릅니다. 그것은 오래 전에 발견되었으며 물리적 실험과 일상 생활에서 일부 측정을 수행하는 데 사용됩니다. 편광 현상을 이해하는 것은 어렵지 않습니다. 이를 통해 일부 장치의 작동 원리를 이해하고 특정 조건에서 빛이 평소와 같이 전파되지 않는 이유를 알 수 있습니다.
편광이란 무엇입니까
빛의 편광은 빛이 횡파임을 증명합니다. 즉, 우리는 일반적으로 전자기파의 편광에 대해 이야기하고 있으며 빛은 그 특성이 일반 규칙의 적용을받는 품종 중 하나입니다.
편광은 횡파의 특성이며, 그 진동 벡터는 항상 빛의 전파 방향 또는 다른 것에 수직입니다.즉, 벡터의 동일한 편광을 가진 광선 중에서 선택하면 이것이 편광 현상이 됩니다.
대부분의 경우 강도 벡터가 가능한 모든 방향으로 움직이기 때문에 우리 주변에서 편광되지 않은 빛을 봅니다. 편광을 만들기 위해 모든 진동을 차단하고 하나만 남기는 이방성 매질을 통과합니다.
누가 현상을 발견했으며 무엇을 증명합니까?
고려중인 개념은 유명한 영국 과학자가 역사상 처음으로 사용했습니다. I. 1706년의 뉴턴. 그러나 다른 연구원은 그 성질을 설명했습니다. 제임스 맥스웰. 그 후 광파의 성질은 알려지지 않았으나 다양한 사실이 축적되고 다양한 실험의 결과로 전자파의 횡단성(transverseness)에 대한 증거가 점점 더 많이 나타났다.
이 분야에서 처음으로 실험을 수행한 사람은 네덜란드 연구원이었습니다. 호이겐스, 이것은 1690년에 일어났습니다.. 그는 아이슬란드 스파링 판을 통해 빛을 통과시켰고, 그 결과 빔의 횡방향 이방성을 발견했습니다.
물리학에서 빛의 편광에 대한 첫 번째 증거는 프랑스 연구원에 의해 얻어졌습니다. E. 말루스. 그는 토르말린 두 접시를 사용했고 결국 자신의 이름을 딴 법칙을 생각해 냈습니다. 수많은 실험을 통해 광파의 횡단성이 입증되어 광파의 특성과 전파 특성을 설명하는 데 도움이 되었습니다.
빛의 편광은 어디에서 왔으며 어떻게 얻을 수 있습니까?
우리가 보는 대부분의 빛은 편광되지 않습니다. 해, 인공 조명 - 벡터가 다른 방향으로 진동하는 광속은 제한 없이 모든 방향으로 퍼집니다.
편광은 다른 속성을 가질 수 있는 등방성 매질을 통과한 후에 나타납니다. 이 환경은 대부분의 변동을 제거하고 원하는 효과를 제공하는 유일한 것을 남깁니다.
대부분의 경우 결정은 편광판 역할을 합니다. 이전에 주로 천연 재료(예: 전기석)를 사용했다면 이제 인공 기원에 대한 많은 옵션이 있습니다.
또한 모든 유전체에서 반사되어 편광을 얻을 수 있습니다. 결론은 언제 광속 그것은 두 매체의 교차점에서 굴절됩니다. 이것은 물 한 컵에 연필이나 튜브를 넣으면 쉽게 볼 수 있습니다.
빛의 굴절 현상 동안 광선의 일부가 편광됩니다. 이 효과의 발현 정도는 위치에 따라 다릅니다. 광원 굴절점에 대한 입사각.
편광을 얻는 방법은 조건에 관계없이 세 가지 옵션 중 하나가 사용됩니다.
- 프리즘 니콜라스. 1828년에 그것을 발명한 스코틀랜드 탐험가 Nicolas William의 이름을 따서 명명되었습니다. 그는 오랜 시간 동안 실험을 했고 11년 만에 완성된 장치를 얻을 수 있었고 여전히 변하지 않고 사용됩니다.
- 유전체로부터의 반사. 여기서 최적의 입사각을 선택하고 각도를 고려하는 것이 매우 중요합니다. 굴절 (두 매체의 광 투과율 차이가 클수록 광선이 더 많이 굴절됩니다).
- 이방성 환경 사용. 대부분의 경우 적절한 특성을 가진 결정이 이를 위해 선택됩니다. 광속을 그들에게 향하게 하면 출력에서 평행 분리를 관찰할 수 있습니다.
두 유전체의 경계면에서 반사 및 굴절 시 빛의 편광
이 광학 현상은 스코틀랜드의 물리학자가 발견했습니다. 1815년 데이비드 브루스터. 그가 도출한 법칙은 빛의 특정 입사각에서 두 유전체의 표시기 사이의 관계를 보여주었습니다. 조건을 선택하면 두 매체의 경계면에서 반사된 광선이 입사각에 수직인 평면에서 편광됩니다.
연구원은 굴절된 빔이 입사면에서 부분적으로 편광된다는 점에 주목했습니다. 이 경우 모든 빛이 반사되는 것이 아니라 일부가 굴절된 빔으로 들어갑니다. 브루스터 앵글 는 각도입니다 반사광 완전히 양극화되었습니다. 이 경우 반사 광선과 굴절 광선은 서로 수직입니다.
이 현상의 원인을 이해하려면 다음을 알아야 합니다.
- 모든 전자기파에서 전기장의 진동은 항상 운동 방향에 수직입니다.
- 프로세스는 두 단계로 나뉩니다. 첫 번째에서 입사파는 유전체의 분자가 여기되도록 하고 두 번째에서는 굴절 및 반사파가 나타납니다.
실험에 석영 또는 기타 적절한 광물의 플라스틱을 사용하는 경우, 강함 평면 편광 작을 것입니다(총 강도의 약 4%). 그러나 플레이트 스택을 사용하면 성능이 크게 향상될 수 있습니다.
그런데! 브루스터의 법칙은 프레넬의 공식을 사용하여 유도할 수도 있습니다.
크리스탈에 의한 빛의 편광
일반 유전체는 등방성이며 빛이 부딪힐 때의 특성은 주로 입사각에 따라 달라집니다. 결정의 속성은 다르며 빛이 닿을 때 광선의 이중 굴절 효과를 관찰할 수 있습니다.이것은 다음과 같이 나타납니다. 구조를 통과할 때 서로 다른 방향으로 가는 두 개의 굴절된 빔이 형성되고 속도도 다릅니다.
대부분의 경우 일축 결정이 실험에 사용됩니다. 그들에서 굴절 빔 중 하나는 표준 법칙을 따르며 보통이라고합니다. 두 번째는 굴절의 특징이 일반적인 캐논과 일치하지 않기 때문에 다르게 형성됩니다.
수정을 회전하면 일반 빔은 변경되지 않고 비정상적인 빔은 원 주위를 이동합니다. 대부분 방해석이나 아이슬란드 스파는 연구에 적합하기 때문에 실험에 사용됩니다.
그런데! 수정을 통해 환경을 보면 모든 물체의 윤곽이 둘로 나뉩니다.
결정체 실험을 기반으로 함 Étienne Louis Malus는 1810년에 법을 제정했습니다. 그의 이름을 받은 해. 그는 결정을 기반으로 만들어진 편광판을 통과한 후 선형 편광된 빛의 명확한 의존성을 추론했습니다. 크리스탈을 통과한 후 빔의 강도는 입사 빔의 편광면과 필터 사이에 형성된 각도의 코사인 제곱에 비례하여 감소합니다.
비디오 수업: 빛의 편광, 물리학 11학년.
편광의 실용화
고려중인 현상은 보이는 것보다 훨씬 더 일상 생활에서 사용됩니다. 전자기파의 전파 법칙에 대한 지식은 다양한 장비를 만드는 데 도움이 되었습니다. 주요 옵션은 다음과 같습니다.
- 카메라용 특수 편광 필터를 사용하면 사진을 찍을 때 눈부심을 제거할 수 있습니다.
- 이 효과가 있는 안경은 마주 오는 차량의 헤드라이트에서 눈부심을 제거하기 때문에 운전자가 자주 사용합니다.따라서 상향등에도 운전자의 눈이 부시지 않아 안전성이 향상됩니다.
![편광이란 무엇이며 실제 적용]()
눈부심이 없는 것은 편광 효과 때문입니다. - 지구 물리학에 사용되는 장비를 사용하면 구름 질량의 특성을 연구할 수 있습니다. 구름을 통과할 때 햇빛의 편광 특성을 연구하는 데에도 사용됩니다.
- 우주 성운을 편광된 빛으로 촬영하는 특수 설치는 그곳에서 발생하는 자기장의 특징을 연구하는 데 도움이 됩니다.
- 엔지니어링 산업에서는 소위 광탄성 방법이 사용됩니다. 이를 통해 노드 및 부품에서 발생하는 응력 매개변수를 명확하게 결정할 수 있습니다.
- 장비 사용된 콘서트 디자인뿐만 아니라 연극 풍경을 만들 때. 또 다른 적용 분야는 쇼케이스 및 전시 스탠드입니다.
- 사람의 혈액 내 설탕 수치를 측정하는 장치. 그들은 편광면의 회전 각도를 결정하여 작동합니다.
- 많은 식품 산업 기업은 특정 용액의 농도를 결정할 수 있는 장비를 사용합니다. 또한 편광 특성을 사용하여 단백질, 당 및 유기산의 함량을 제어할 수 있는 장치도 있습니다.
- 3D 영화 촬영은 기사에서 고려한 현상을 사용하여 정확하게 작동합니다.
그런데! 모든 액정 모니터와 TV에 익숙한 편광 스트림을 기반으로 작동합니다.
편광의 기본 기능을 알면 주변에서 발생하는 많은 효과를 설명할 수 있습니다. 또한이 현상은 과학, 기술, 의학, 사진, 영화 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다.