Polaryzacja jest kluczowym pojęciem w świecie fizyki. Jeśli chodzi o optykę, zrozumienie i umiejętność manipulowania polaryzacją jest jedną z najważniejszych rzeczy. Co więcej, wykonywanie kontroli polaryzacji może być bardzo przydatne w wielu aplikacjach obrazowania.
Ogromne korzyści płynące z polaryzacji można jednak odnieść tylko wtedy, gdy właściwie zrozumie się tę właściwość światła. Dwa ważne rodzaje światła w ramach tej właściwości to światło spolaryzowane i niespolaryzowane.
Światło spolaryzowane a niespolaryzowane
Różnica między światłem spolaryzowanym i niespolaryzowanym polega na tym, że światło spolaryzowane można zidentyfikować, gdy wibracje cząstek światła są ograniczone do jednej płaszczyzny. Z drugiej strony, niespolaryzowane światło można zidentyfikować, gdy drgania pozostają rozproszone i mogą występować na więcej niż jednej płaszczyźnie.
Światło spolaryzowane odnosi się do tych fal świetlnych, w których drgania cząstek światła występują na jednej płaszczyźnie. Proces, w którym rozproszone światło jest ograniczane w taki sposób, nazywa się polaryzacją. Znamy różne metody, które mogą pomóc w polaryzacji fal świetlnych. Aby wymienić tylko kilka, niektóre z najbardziej znanych metod to polaryzacja przez transmisję, odbicie, załamanie i rozpraszanie.
Światło niespolaryzowane odnosi się do tych fal świetlnych, w których drgania cząstek światła występują na więcej niż jednej płaszczyźnie. Kilka przydatnych przykładów to fale świetlne emitowane przez słońce, lampa oświetlająca klasę lub płomień świecy oświetlający ciemny pokój, oświetlenie halogenowe, a nawet światła LED.
Tabela porównawcza między światłem spolaryzowanym i niespolaryzowanym
| Parametry porównania | Polaryzowane światło | Światło niespolaryzowane |
| Oznaczający | Światło spolaryzowane odnosi się do tych fal świetlnych, które są ograniczone tylko do jednej płaszczyzny. | Światło niespolaryzowane odnosi się do tych fal świetlnych, które są rozproszone na więcej niż jednej płaszczyźnie. |
| Kierunek | Pola elektryczne światła spolaryzowanego oscylują tylko w jednym kierunku. | Pola elektryczne niespolaryzowanego światła oscylują we wszystkich kierunkach. |
| Natura | Charakter światła spolaryzowanego jest spójny. | Natura niespolaryzowanego światła jest niespójna. |
| Intensywność | Charakter zastosowanego polaryzatora decyduje o intensywności spolaryzowanego światła. | Charakter źródła fal świetlnych decyduje o natężeniu światła niespolaryzowanego. |
| Produkcja | Światło spolaryzowane jest zazwyczaj wytwarzane przez źródła naturalne. | Światło niespolaryzowane powstaje, gdy fale świetlne przechodzą proces odbicia, rozpraszania lub po prostu przechodzą przez określone materiały. |
| Różnica w fazach | Różnica faz między składnikami x i y jest zawsze stała. | Różnica faz między składowymi x i y zmienia się losowo. |
Co to jest światło spolaryzowane?
Światło spolaryzowane odnosi się do tych fal świetlnych, w których wibracje cząstek światła są ograniczone tylko do jednej płaszczyzny. W tym przypadku kierunek drgań fal jest zawsze taki sam. Oznacza to, że te fale świetlne oscylują tylko w jednym kierunku. Polaryzator używany do konwersji fal świetlnych decyduje o intensywności spolaryzowanego światła.
Ta właściwość światła jest spójna. Co więcej, różnica faz między składowymi x i y pól elektrycznych jest zawsze stała. Co ciekawe, te światła, które są emitowane przez źródła naturalne, są zawsze spolaryzowane. Proces, w którym niespolaryzowane światło jest przekształcane w światło spolaryzowane, nazywa się polaryzacją. Niektóre popularne metody obejmują polaryzację przez transmisję, odbicie, załamanie i rozpraszanie.
Światło spolaryzowane zostało po raz pierwszy odkryte w 1669 roku przez Erazma Bartholina. Odkrył, że gdy obiekty są oglądane przez kryształy mineralnego drzewca islandzkiego w świetle przechodzącym, powstaje podwójny obraz. Odkrył również, że kryształy kalcytu w jakiś sposób rozszczepiają światło na dwie oddzielne wiązki.
Częściowo spolaryzowane światło jest odbijane, gdy fale świetlne uderzają w powierzchnię materiału dielektrycznego. Niektóre przykłady takich powierzchni to woda niegazowana, szkło, autostrady, a nawet arkusze z tworzyw sztucznych. Ilość odbitego światła spolaryzowanego jest określona przez właściwości optyczne tych powierzchni.
Co to jest światło niespolaryzowane?
Światło niespolaryzowane odnosi się do tych fal świetlnych, w których wibracje cząstek światła są rozproszone. Oznacza to, że występują na więcej niż jednej płaszczyźnie. W tym przypadku pola elektryczne oscylują we wszystkich kierunkach i ścieżkach. O intensywności światła niespolaryzowanego decyduje charakter źródła, z którego emitowane jest światło.
Wiadomo, że niespolaryzowane światło jest niespójne. Powstaje, gdy fale świetlne przechodzą przez proces odbicia, rozpraszania, a czasem po prostu przechodzą przez materiał, który jest niespolaryzowanym światłem. Inną ważną rzeczą do zapamiętania w tej koncepcji jest to, że różnica faz między składnikami x i y jest losowa i zmienia się w nieprzewidywalny sposób.
Dwa odrębne, przeciwnie spolaryzowane prądy łączą się, tworząc jedno niespolaryzowane światło. Te dwa prądy są takie, że jeden ma o połowę mniejszą intensywność w porównaniu z drugim. W przypadku, gdy jeden z tych prądów ma większy wpływ niż drugi, fale świetlne są określane jako częściowo spolaryzowane.
Charakterystykę światła niespolaryzowanego można określić stopniem polaryzacji oraz parametrami spolaryzowanej ilości światła. Co więcej, spolaryzowaną ilość światła można przedstawić za pomocą wektora Jonasa, który również jest spolaryzowaną elipsą.
Główne różnice między światłem spolaryzowanym i niespolaryzowanym
- Światło spolaryzowane jest ograniczone do jednej płaszczyzny, podczas gdy światło niespolaryzowane ma wibracje cząstek światła na więcej niż jednej płaszczyźnie.
- Pola elektryczne światła spolaryzowanego oscylują tylko w jednym kierunku, podczas gdy pola elektryczne światła niespolaryzowanego oscylują we wszystkich kierunkach.
- Natura światła spolaryzowanego jest spójna, podczas gdy światło niespolaryzowane jest niespójne.
- O intensywności światła spolaryzowanego decyduje natura polaroidu, podczas gdy o świetle niespolaryzowanym decyduje natura jego źródła.
- Światło spolaryzowane zazwyczaj pochodzi z naturalnych źródeł, podczas gdy światło niespolaryzowane jest odbijane, rozpraszane lub przepuszczane przez jakiś materiał polaryzacyjny.
- Różnica faz między składowymi x i y światła spolaryzowanego jest zawsze stała, podczas gdy światło niespolaryzowane jest nieprzewidywalne.
Wniosek
Najbardziej rozpoznawalną cechą, która może pomóc w identyfikacji różnicy między światłem spolaryzowanym a niespolaryzowanym, jest liczba płaszczyzn dla obu. O ile w przypadku światła spolaryzowanego drgania cząstek światła występują tylko na jednej płaszczyźnie, o tyle drgania światła niespolaryzowanego występują na więcej niż jednej płaszczyźnie.
Inną ważną różnicą między nimi jest kierunek ich pól elektrycznych. Pola elektryczne światła spolaryzowanego oscylują tylko w jednym kierunku, podczas gdy pola elektryczne światła niespolaryzowanego oscylują we wszystkich kierunkach.
Te dwie cechy światła spolaryzowanego i niespolaryzowanego wystarczą, aby je odróżnić. Istnieją jednak inne główne różnice, takie jak składniki fazowe, natura. Źródło, intensywność i wiele więcej.
