polarized na ilaw kadalasang ginagamit upang basagin ang liwanag na specularly na sinasalamin mula sa makinis na dielectric na ibabaw. Ang mga salaming pang-araw ng Polaroid, halimbawa, ay batay sa prinsipyong ito. Kapag ang natural na unpolarized na liwanag ay bumagsak sa ibabaw ng isang anyong tubig, ang ilan sa mga ito ay specularly na naaaninag at nakapolarize. Dahil sa sinasalamin na liwanag na ito, mahirap makakita ng mga bagay sa ilalim ng dagat. Kapag tumitingin sa tubig sa pamamagitan ng isang maayos na naka-orient na polarizer, karamihan sa specularly reflected na liwanag ay maa-absorb at ang visibility ng mga bagay sa ilalim ng tubig ay lubos na mapapabuti. Kung titingnan sa pamamagitan ng gayong mga baso, ang "ingay" - ang liwanag na nakikita mula sa ibabaw - ay nababawasan ng 5-20 beses, at ang "signal" - liwanag mula sa mga bagay sa ilalim ng tubig - ay nabawasan lamang ng 2-4 na beses. Kaya, ang ratio ng signal-to-noise ay tumataas nang malaki.
polarizing microscopy. Ang polarizing microscopy ay malawakang ginagamit sa maraming pag-aaral. Ang polarizing microscope ay nilagyan ng dalawang polarizing prisms o dalawang polaroid. Ang isa sa kanila - ang polarizer - ay matatagpuan sa harap ng condenser, at ang pangalawa - ang analyzer - sa likod ng lens. Sa mga nagdaang taon, ang mga espesyal na polarization compensator ay ipinakilala sa polarizing microscopes, na makabuluhang nagpapataas ng sensitivity at contrast. Gamit ang mga mikroskopyo na may mga compensator, nakita at nakuhanan ng litrato ang mga maliliit at mababang-contrast na mga bagay gaya ng mga istruktura ng intracellular birefringent at mga detalye ng istruktura ng cell nuclei na hindi matukoy sa anumang paraan.
Pagandahin ang contrast. Ang mga polarizing filter ay kadalasang ginagamit upang mapahusay ang contrast ng transparent at mababang contrast na elemento. Kaya, halimbawa, ginagamit ang mga ito kapag kumukuha ng larawan sa isang maulap na kalangitan upang mapahusay ang kaibahan sa pagitan ng mga ulap at isang malinaw na kalangitan. Ang liwanag na nakakalat ng mga ulap ay halos ganap na hindi polarized, habang ang liwanag mula sa isang malinaw na asul na kalangitan ay makabuluhang polarized. Ang paggamit ng polarizing filter ay ang pinaka-epektibong paraan ng pagpapahusay ng contrast.
Crystallographic na pag-aaral at photoelastic analysis. Sa crystallography, ang mga pag-aaral ng polariseysyon ay madalas na isinasagawa. Maraming mga kristal at oriented na polymer na materyales ang nagpapakita ng makabuluhang birefringence at dichroism. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga katangiang ito at pagtukoy sa direksyon ng kaukulang mga palakol, posible na makilala ang mga materyales, pati na rin makakuha ng data sa kemikal na istraktura ng mga bagong sangkap.
Ang partikular na kahalagahan sa teknolohiya ay pagsusuri ng photoelastic. Ito ay isang paraan na nagpapahintulot sa isa na hatulan ang mga mekanikal na stress sa pamamagitan ng phase shift. Para sa photoelastic analysis, ang bahaging pinag-aaralan ay gawa sa isang transparent na materyal na may mataas na photoelasticity coefficient. Ang pangunahing bahagi ng pag-install para sa photoanalysis ay isang polariscope, na binubuo ng isang sistema ng pag-iilaw, isang polarizer, isang analyzer at isang eyepiece. Kung ang isang flat glass strip ay napapailalim sa pag-uunat, ang salamin ay medyo deformed, at ang mga mekanikal na stress ay babangon dito. Bilang resulta, ito ay magiging birefringent at lilipat sa yugto ng light wave. Sa pamamagitan ng pagsukat ng phase shift, ang magnitude ng boltahe ay maaaring matukoy.
Paraan ng pagsusuri ng photoelastic ay maaari ding gamitin sa ophthalmology, dahil ang photoelastic phenomena ay natagpuan sa mga lamad ng mata.
V. MURUKHVERI
Ang kababalaghan ng light polarization, na pinag-aralan kapwa sa mga kurso sa physics ng paaralan at institute, ay nananatili sa memorya ng marami sa atin bilang isang kakaibang optical phenomenon na nakakahanap ng aplikasyon sa teknolohiya, ngunit hindi nakatagpo sa pang-araw-araw na buhay. Ang Dutch physicist na si G. Kennen, sa kanyang artikulo na inilathala sa journal Natuur en Techniek, ay nagpapakita na ito ay malayo sa kaso - ang polarized light ay literal na pumapalibot sa atin.
Ang mata ng tao ay napakasensitibo sa kulay (i.e., wavelength) at liwanag ng liwanag, ngunit ang ikatlong katangian ng liwanag, ang polarisasyon, ay halos hindi naa-access dito. Nagdurusa tayo sa polarization blindness. Sa bagay na ito, ang ilang mga kinatawan ng mundo ng hayop ay higit na perpekto kaysa sa atin. Halimbawa, kinikilala ng mga bubuyog ang polarisasyon ng liwanag halos pati na rin ang kulay o ningning. At dahil ang polarized light ay madalas na matatagpuan sa kalikasan, ito ay ibinigay sa kanila upang makita ang isang bagay sa mundo sa kanilang paligid na ganap na hindi naa-access sa mata ng tao. Posibleng ipaliwanag sa isang tao kung ano ang polariseysyon, sa tulong ng mga espesyal na filter ng ilaw, makikita niya kung paano nagbabago ang liwanag kung ang polarization ay "ibawas" mula dito, ngunit tila hindi natin maiisip ang isang larawan ng mundo sa pamamagitan ng "mga mata ng isang bubuyog” (lalo na dahil ang pangitain ng mga insekto ay iba sa tao at sa maraming iba pang aspeto).
kanin. isa. Scheme ng istraktura ng mga visual na receptor ng mga tao (kaliwa) at mga arthropod (kanan). Sa mga tao, ang mga molekula ng rhodopsin ay random na nakaayos sa mga fold ng intracellular membrane, sa mga arthropod - sa mga outgrowth ng cell, sa maayos na mga hilera.
Ang polariseysyon ay ang oryentasyon ng mga oscillations ng isang light wave sa espasyo. Ang mga vibrations na ito ay patayo sa direksyon ng light beam. Ang elementary light particle (quantum of light) ay isang alon na maihahambing para sa kalinawan sa isang alon na tatakbo sa isang lubid kung, pagkatapos na ayusin ang isang dulo nito, kalugin ang isa pa gamit ang iyong kamay. Ang direksyon ng pag-vibrate ng lubid ay maaaring iba, depende sa kung aling direksyon ang pag-alog ng lubid. Sa parehong paraan, ang direksyon ng quantum wave oscillations ay maaaring magkakaiba. Ang sinag ng liwanag ay binubuo ng maraming quanta. Kung ang kanilang mga vibrations ay naiiba, ang naturang liwanag ay hindi polarized, ngunit kung ang lahat ng quanta ay may eksaktong parehong oryentasyon, ang ilaw ay tinatawag na ganap na polarized. Ang antas ng polariseysyon ay maaaring mag-iba depende sa kung anong bahagi ng quanta dito ang may parehong oryentasyon ng mga oscillation.
May mga filter na pumasa lamang sa bahaging iyon ng liwanag, na ang mga alon ay nakatuon sa isang tiyak na paraan. Kung titingnan mo ang polarized na ilaw sa pamamagitan ng naturang filter at iikot ang filter, magbabago ang liwanag ng ipinadalang liwanag. Ito ay magiging maximum kapag ang direksyon ng transmission ng filter ay tumutugma sa polarization ng liwanag, at pinakamababa kapag ang mga direksyong ito ay ganap na (sa pamamagitan ng 90°) divergent. Ang isang filter ay maaaring makakita ng mga polarisasyon na lampas sa humigit-kumulang 10%, at ang mga espesyal na kagamitan ay nakakakita ng mga polarisasyon sa pagkakasunud-sunod na 0.1%.
Ang mga polarizing filter, o Polaroid, ay ibinebenta sa mga tindahan ng supply ng larawan. Kung titingnan mo ang isang malinaw na asul na kalangitan sa pamamagitan ng naturang filter (kapag maulap, ang epekto ay hindi gaanong binibigkas) sa halos 90 degrees mula sa direksyon patungo sa Araw, iyon ay, upang ang Araw ay nasa gilid, at sa parehong oras na i-on ang filter, pagkatapos ay malinaw na nakikita na sa isang tiyak na posisyon ng filter sa kalangitan isang madilim na linya ay lilitaw. Ito ay nagpapahiwatig ng polariseysyon ng liwanag na nagmumula sa lugar na ito ng kalangitan. Ang polaroid filter ay nagpapakita sa amin ng isang kababalaghan na nakikita ng mga bubuyog gamit ang "simpleng mata". Ngunit hindi dapat isipin ng isang tao na nakikita ng mga bubuyog ang parehong madilim na guhit sa kalangitan. Ang ating posisyon ay maihahalintulad sa isang ganap na colorblind, isang taong hindi nakakakita ng mga kulay. Sinuman na nakikilala lamang ang itim, puti at iba't ibang mga kulay ng kulay abo, ay maaaring, na tinitingnan ang mundo sa paligid niya nang halili sa pamamagitan ng mga light filter ng iba't ibang kulay, mapansin na ang larawan ng mundo ay medyo nagbabago. Halimbawa, sa pamamagitan ng isang pulang filter, ang isang pulang poppy ay magiging kakaiba sa background ng berdeng damo; sa pamamagitan ng isang dilaw na filter, ang mga puting ulap sa isang asul na kalangitan ay magiging mas matindi. Ngunit ang mga filter ay hindi makakatulong sa isang colorblind na maunawaan kung ano ang hitsura ng mundo para sa isang taong may color vision. Tulad ng mga color-blind na filter, ang isang polarizing filter ay maaari lamang sabihin sa amin na ang liwanag ay may ilang katangian na hindi nakikita ng mata.
Ang polarisasyon ng liwanag na nagmumula sa asul na kalangitan ay mapapansin ng ilan sa pamamagitan ng mata. Ayon sa sikat na Soviet physicist na si Academician S.I. Vavilov, 25 ... 30% ng mga tao ay may ganitong kakayahan, bagaman marami sa kanila ang hindi nakakaalam nito. Kapag nagmamasid sa isang ibabaw na naglalabas ng polarized na liwanag (halimbawa, ang parehong asul na kalangitan), ang mga naturang tao ay maaaring makapansin ng malabong dilaw na strip na may mga bilugan na dulo sa gitna ng field of view.
kanin. 2.
Ang maasul na mga spot sa gitna nito at sa mga gilid ay hindi gaanong nakikita. Kung ang eroplano ng polariseysyon ng ilaw ay umiikot, ang dilaw na strip ay umiikot din. Ito ay palaging patayo sa direksyon ng mga light vibrations. Ito ang tinatawag na Heidinger figure, ito ay natuklasan ng German physicist na si Heidinger noong 1845. Ang kakayahang makita ang figure na ito ay maaaring mabuo kung mapapansin mo ito kahit isang beses. Kapansin-pansin, noong 1855, hindi pamilyar sa artikulo ni Haidinger, na inilathala siyam na taon na ang nakalilipas sa isang journal sa pisika ng Aleman, isinulat ni Leo Tolstoy (Kabataan, Kabanata XXXII): "... Hindi ko sinasadyang iwan ang libro at sumilip sa bukas na pinto. ng balkonahe, sa mga kulot na nakabitin na mga sanga ng matataas na birch, kung saan ang anino ng gabi ay lumulubog na, at sa maaliwalas na kalangitan, kung saan, habang tinitingnan mo nang mabuti, isang maalikabok na madilaw-dilaw na batik ay biglang lumitaw at nawala muli ... " ay ang obserbasyon ng dakilang manunulat.
kanin. 3.
Sa unpolarized na liwanag ( 1 ) Ang mga oscillation ng mga electric at magnetic na bahagi ay nangyayari sa iba't ibang mga eroplano, na maaaring bawasan sa dalawa, na naka-highlight sa figure na ito. Ngunit walang mga oscillations sa kahabaan ng beam propagation path (light, unlike sound, is not longitudinal oscillations). Sa polarized light ( 2 ) isang vibration plane ang na-single out. Sa liwanag na polarized sa isang bilog (pabilog), ang eroplanong ito ay pinaikot sa kalawakan ng isang turnilyo ( 3 ). Ipinapaliwanag ng isang pinasimpleng diagram kung bakit polarized ang sinasalamin na liwanag ( 4 ). Tulad ng nabanggit na, ang lahat ng mga oscillation plane na umiiral sa beam ay maaaring bawasan sa dalawa, ang mga ito ay ipinapakita ng mga arrow. Ang isa sa mga arrow ay tumitingin sa amin at karaniwang nakikita namin bilang isang tuldok. Pagkatapos ng pagmuni-muni ng liwanag, ang isa sa mga direksyon ng mga oscillations na umiiral dito ay tumutugma sa bagong direksyon ng pagpapalaganap ng beam, at ang mga electromagnetic oscillations ay hindi maaaring ituro sa landas ng kanilang pagpapalaganap.
Ang pigura ng Haidinger ay makikita nang mas malinaw kapag tiningnan sa pamamagitan ng berde o asul na filter.
Ang polarization ng liwanag mula sa isang malinaw na kalangitan ay isa lamang halimbawa ng polarization phenomena sa kalikasan. Ang isa pang karaniwang kaso ay ang polarization ng reflected light, glare, halimbawa, na nakahiga sa ibabaw ng tubig o mga glass showcase. Sa totoo lang, ang mga photographic na polaroid na filter ay idinisenyo upang ang photographer ay maaaring, kung kinakailangan, alisin ang mga nakakasagabal na liwanag na ito (halimbawa, kapag kinukunan ang ilalim ng isang mababaw na reservoir o pagkuha ng larawan ng mga painting at museum exhibit na protektado ng salamin). Ang pagkilos ng mga polaroid sa mga kasong ito ay batay sa katotohanan na ang nakalarawan na ilaw ay polarized sa isang degree o iba pa (ang antas ng polariseysyon ay nakasalalay sa anggulo ng saklaw ng liwanag at sa isang tiyak na anggulo, na naiiba para sa iba't ibang mga sangkap, ang tinatawag na Brewster angle, ang nakalarawan na liwanag ay ganap na polarized). Kung titingnan natin ngayon ang liwanag na nakasisilaw sa pamamagitan ng isang polaroid na filter, hindi mahirap hanapin ang gayong pagliko ng filter kung saan ang liwanag na nakasisilaw ay ganap o sa isang malaking lawak ay pinigilan.
Ang paggamit ng mga filter ng polaroid sa mga sunglass o windshield ay nagbibigay-daan sa iyo na alisin ang nakakasagabal, nakakabulag na liwanag na nakasisilaw mula sa ibabaw ng dagat o isang basang highway.
Bakit polarized ang sinasalamin na liwanag at nakakalat na ilaw sa kalangitan? Ang isang kumpleto at mathematically mahigpit na sagot sa tanong na ito ay lampas sa saklaw ng isang maliit na sikat na publikasyong pang-agham (makikita ito ng mga mambabasa sa literatura na nakalista sa dulo ng artikulo). Ang polariseysyon sa mga kasong ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga vibrations kahit na sa isang unpolarized beam ay "polarized" na sa isang tiyak na kahulugan: ang liwanag, hindi katulad ng tunog, ay hindi longitudinal, ngunit nakahalang vibrations. Walang mga oscillations sa beam kasama ang landas ng pagpapalaganap nito (tingnan ang diagram). Ang mga oscillations ng parehong magnetic at electrical na mga bahagi ng electromagnetic waves sa isang unpolarized beam ay nakadirekta sa lahat ng direksyon mula sa axis nito, ngunit hindi kasama ang axis na ito. Ang lahat ng mga direksyon ng mga oscillation na ito ay maaaring bawasan sa dalawa, kapwa patayo. Kapag ang sinag ay makikita mula sa eroplano, ito ay nagbabago ng direksyon at ang isa sa dalawang direksyon ng oscillation ay nagiging "ipinagbabawal", dahil ito ay tumutugma sa bagong direksyon ng pagpapalaganap ng sinag. Ang sinag ay nagiging polarized. Sa isang transparent na substansiya, ang bahagi ng liwanag ay lumalalim, na na-refracte, at ang na-refracted na liwanag ay polarized din, bagaman sa isang mas mababang lawak kaysa sa nasasalamin.
Ang nakakalat na liwanag ng kalangitan ay walang iba kundi ang sikat ng araw, na sumailalim sa maraming pagmuni-muni mula sa mga molekula ng hangin, na na-refracte sa mga patak ng tubig o mga kristal ng yelo. Samakatuwid, sa isang tiyak na direksyon mula sa Araw, ito ay polarized. Ang polariseysyon ay nangyayari hindi lamang sa direksiyon na pagmuni-muni (halimbawa, mula sa ibabaw ng tubig), kundi pati na rin sa nagkakalat na pagmuni-muni. Kaya, sa tulong ng isang polaroid filter, madaling i-verify na ang liwanag na nasasalamin mula sa highway pavement ay polarized. Sa kasong ito, gumagana ang isang kamangha-manghang pag-asa: mas madilim ang ibabaw, mas polarized ang liwanag na makikita mula dito. Ang pag-asa na ito ay tinatawag na batas ng Umov, pagkatapos ng Russian physicist na natuklasan ito noong 1905. Ang isang aspalto na highway, alinsunod sa batas ng Umov, ay mas polarized kaysa sa isang kongkreto, at ang isang basa ay mas polarized kaysa sa isang tuyo. Ang basang ibabaw ay hindi lamang mas makintab, ngunit mas maitim din ito kaysa sa tuyo.
Tandaan na ang liwanag na makikita mula sa ibabaw ng mga metal (kabilang ang mula sa mga salamin - pagkatapos ng lahat, ang bawat salamin ay natatakpan ng isang manipis na layer ng metal) ay hindi polarized. Ito ay dahil sa mataas na kondaktibiti ng mga metal, dahil sa katotohanan na mayroon silang maraming mga libreng electron. Ang pagmuni-muni ng mga electromagnetic wave mula sa naturang mga ibabaw ay nangyayari nang iba kaysa sa dielectric, non-conducting na mga ibabaw.
Ang polarisasyon ng liwanag ng kalangitan ay natuklasan noong 1871 (ayon sa iba pang mga mapagkukunan, kahit noong 1809), ngunit ang isang detalyadong teoretikal na paliwanag ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ibinigay lamang sa kalagitnaan ng ating siglo. Gayunpaman, tulad ng natuklasan ng mga mananalaysay na nag-aaral ng sinaunang Scandinavian sagas ng mga paglalakbay sa Viking, ang magigiting na mga mandaragat halos isang libong taon na ang nakalilipas ay ginamit ang polarisasyon ng kalangitan upang mag-navigate. Kadalasan sila ay naglayag, na ginagabayan ng Araw, ngunit kapag ang araw ay nakatago sa likod ng tuluy-tuloy na mga ulap, na hindi karaniwan sa hilagang latitude, ang mga Viking ay tumingin sa kalangitan sa pamamagitan ng isang espesyal na "sun stone", na naging posible upang makita ang isang madilim na guhit. sa kalangitan sa 90 ° mula sa direksyon ng Araw kung ang mga ulap ay hindi masyadong siksik. Mula sa banda na ito maaari mong husgahan kung nasaan ang Araw. Ang "Sun Stone" ay tila isa sa mga transparent na mineral na may polarization properties (malamang na Icelandic spar, karaniwan sa hilagang Europa), at ang hitsura ng isang mas madilim na banda sa kalangitan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na, kahit na ang Araw ay hindi nakikita sa likod. ang mga ulap, ang liwanag ng langit na tumatagos sa mga ulap, ay nananatiling medyo polarized. Ilang taon na ang nakalilipas, sinusuri ang palagay na ito ng mga istoryador, isang piloto ang nagpalipad ng isang maliit na eroplano mula sa Norway patungong Greenland, gamit lamang ang isang kristal ng cordierite mineral, na nagpo-polarize ng liwanag, bilang isang navigational device.
Nasabi na na maraming mga insekto, hindi katulad ng mga tao, ang nakakakita ng polarisasyon ng liwanag. Ang mga bubuyog at langgam, na hindi mas masahol pa sa mga Viking, ay gumagamit ng kakayahang ito upang i-orient ang kanilang mga sarili kapag ang Araw ay natatakpan ng mga ulap. Ano ang nagbibigay ng kakayahan sa mata ng mga insekto? Ang katotohanan ay sa mata ng mga mammal (kabilang ang mga tao) ang mga molekula ng light-sensitive na pigment rhodopsin ay random na nakaayos, at sa mata ng isang insekto ang parehong mga molekula ay nakasalansan sa maayos na mga hilera, na nakatuon sa isang direksyon, na nagpapahintulot sa kanila. upang gumanti nang mas malakas sa liwanag na ang mga vibrations ay tumutugma sa eroplano ng paglalagay ng mga molekula. Ang Haidinger figure ay makikita dahil ang bahagi ng ating retina ay natatakpan ng manipis, parallel fibers na bahagyang nagpolarize ng liwanag.
Ang mga kakaibang epekto ng polarization ay naoobserbahan din sa mga bihirang celestial optical phenomena, tulad ng mga rainbow at haloe. Ang katotohanan na ang liwanag ng bahaghari ay lubos na polarized ay natuklasan noong 1811. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng polaroid filter, maaari mong gawin ang bahaghari na halos hindi nakikita. Ang liwanag ng halo ay polarized din - mga makinang na bilog o arko na minsan ay lumilitaw sa paligid ng Araw at Buwan. Sa pagbuo ng parehong bahaghari at halo, kasama ang repraksyon, ang pagmuni-muni ng liwanag ay kasangkot, at pareho sa mga prosesong ito, tulad ng alam na natin, ay humantong sa polariseysyon. Polarized at ilang uri ng aurora.
Sa wakas, dapat tandaan na ang liwanag ng ilang astronomical na bagay ay polarized din. Ang pinakatanyag na halimbawa ay ang Crab Nebula sa konstelasyon ng Taurus. Ang ilaw na ibinubuga nito ay ang tinatawag na synchrotron radiation, na nangyayari kapag ang mabilis na paglipad ng mga electron ay nababawasan ng bilis ng magnetic field. Ang synchrotron radiation ay palaging polarized.
Sa pagbabalik sa Earth, napansin namin na ang ilang mga species ng beetle, na may metal na kinang, ay ginagawang isang polarized na bilog ang liwanag na naaninag mula sa kanilang likod. Ito ang pangalan ng polarized light, ang eroplano ng polariseysyon na kung saan ay baluktot sa espasyo sa isang helical na direksyon, sa kaliwa o sa kanan. Ang metal na pagmuni-muni ng likod ng naturang salagubang, kapag tiningnan sa pamamagitan ng isang espesyal na filter na nagpapakita ng pabilog na polariseysyon, ay lumalabas na kaliwete. Ang lahat ng mga beetle na ito ay kabilang sa pamilya ng mga scarab. Ano ang biological na kahulugan ng inilarawan na phenomenon ay hindi pa rin alam.
Panitikan:
- Bragg W. Mundo ng Liwanag. Ang mundo ng tunog. Moscow: Nauka, 1967.
- Vavilov S.I. Mata at Araw. Moscow: Nauka, 1981.
- Vener R. Polarized light navigation sa mga insekto. Talaarawan. Scientific American, Hulyo 1976
- Zhevandrov I.D. Anisotropy at optika. Moscow: Nauka, 1974.
- Kennen G.P. Hindi nakikitang liwanag. polarisasyon sa kalikasan. Talaarawan. Natuur en tekhniek. No. 5. 1983.
- Minnart M. Liwanag at kulay sa kalikasan. Moscow: Fizmatgiz, 1958.
- Frisch K. Mula sa buhay ng mga bubuyog. M.: Mir, 1980.
Agham at buhay. 1984. Blg. 4.
a) Polarizing filter.
Ang liwanag na sinasalamin mula sa tubig, mula sa iba pang mga dielectrics, ay naglalaman ng maliwanag na liwanag na nakasisilaw, nakakabulag sa mga mata, na nagpapalala sa imahe. Ang glare, dahil sa batas ng Brewster, ay may polarized na bahagi, kung saan ang mga light vector ay parallel sa sumasalamin na ibabaw. Kung ang isang polarizing light filter ay inilagay sa landas ng glare light, ang transmission plane na kung saan ay patayo sa sumasalamin na ibabaw, pagkatapos ay ang glare ay ganap o bahagyang papatayin. Ang mga polarizing filter ay ginagamit sa photography, sa submarine periscope, sa binocular, microscope, atbp.
b) Polarimeters, saccharimeters.
Ito ang mga device na gumagamit ng property ng plane-polarized light upang paikutin ang plane of oscillation sa mga substance na tinatawag na optically active, gaya ng mga solusyon. Ang anggulo ng pag-ikot ay proporsyonal sa optical path at ang konsentrasyon ng sangkap:
Sa pinakasimpleng kaso, ang isang polarimeter ay isang polarizer at isang analyzer na inilagay sa serye sa isang sinag ng liwanag. Kung ang kanilang mga eroplano ng paghahatid ay magkaparehong patayo, kung gayon ang ilaw ay hindi dumaan sa kanila. Sa pamamagitan ng paglalagay ng isang optically active substance sa pagitan ng mga ito, ang paliwanag ay sinusunod. Sa pamamagitan ng pagpihit sa analyzer sa pamamagitan ng anggulo ng pag-ikot ng oscillation plane φ, muling makakamit ang kumpletong blackout. Ang mga polarimeter ay ginagamit upang sukatin ang konsentrasyon ng mga solusyon, upang pag-aralan ang molekular na istraktura ng mga sangkap.
sa). Mga tagapagpahiwatig ng likidong kristal.
Ang mga likidong kristal ay mga sangkap na ang mga molekula ay nasa anyo ng mga filament o flat disk. Kahit na sa isang mahinang electric field, ang mga molekula ay nakatuon, at ang likido ay nakakakuha ng mga katangian ng isang kristal. Sa isang likidong kristal na display, ang likido ay matatagpuan sa pagitan ng polaroid at ng salamin. Kung ang polarized light ay pumasa sa rehiyon ng mga electrodes, pagkatapos ay sa optical path sa dalawang kapal ng likidong layer, ang oscillation plane ay umiikot ng 90 ° at ang ilaw ay hindi lumabas sa polaroid at isang itim na imahe ng mga electrodes ay sinusunod. Ang pag-ikot ay dahil sa ang katunayan na ang ordinaryong at hindi pangkaraniwang mga sinag ng liwanag ay nagpapalaganap sa kristal sa iba't ibang bilis, lumilitaw ang isang pagkakaiba sa phase, at ang nagresultang light vector ay unti-unting umiikot. Sa labas ng mga electrodes, lumalabas ang ilaw at may nakikitang kulay abong background.
Maraming gamit ang polarized light. Pagsisiyasat ng mga panloob na stress sa mga lente ng teleskopyo, sa mga modelo ng salamin ng mga bahagi. Application ng Kerr cell bilang isang mabilis na photogate para sa pulsed lasers. Pagsukat ng intensity ng liwanag sa mga photometer.
mga tanong sa pagsusulit
1. Ano ang layunin ng pag-install ng mga polarizer sa mga submarine periscope?
2. Anong mga aksyon ang ginagawa ng photographer na may polarizing filter kapag ini-install ito sa lens bago kumuha ng litrato?
3. Bakit polarized ang natural na liwanag kapag naaaninag mula sa dielectrics, ngunit hindi polarized kapag nasasalamin mula sa mga metal?
4. Ilarawan ang kurso ng mga natural na light beam na bumabagsak sa likidong kristal na display ng isang mobile phone sa electric field at sa labas ng field.
5. Natural o polarized ba ang ilaw na naaaninag mula sa digital wristwatch indicator?
6. Paano ayusin ang mga polaroid transmission plane sa mga headlight at windshield ng sasakyan upang hindi magbulag-bulagan ang mga paparating na sasakyan?
7. Ang intensity ng liwanag na dumadaan sa analyzer ay nagbabago sa pamamagitan ng isang factor ng dalawa kapag pinaikot bawat 90 degrees. Ano ang ilaw na ito? Ano ang antas ng polarization ng liwanag?
8. Sa landas ng natural na liwanag, mayroong ilang mga parallel glass plate sa anggulo ng Brewster (Stoletov's foot). Paano nagbabago ang antas ng polariseysyon at ang intensity ng ipinadalang sinag ng liwanag na may pagtaas sa bilang ng mga plato?
9. Sa landas ng natural na liwanag, mayroong ilang parallel glass plate sa anggulo ng Brewster (Stoletov's foot). Paano nagbabago ang antas ng polariseysyon at ang intensity ng sinasalamin na light beam sa pagtaas ng bilang ng mga plato?
10. Ang isang plane polarized beam ng liwanag sa anggulo ng Brewster ay insidente sa ibabaw ng isang dielectric. Ang eroplano ng mga oscillations ng light vector ay umiikot. Paano nakadepende ang intensity sa anggulo sa pagitan ng plane of incidence at ang plane ng oscillations ng light vector?
11. Kung titingnan mo ang isang maliwanag na punto sa pamamagitan ng isang birefringent na kristal ng Icelandic spar, makikita mo ang dalawang punto. Paano nagbabago ang kanilang pagsasaayos sa isa't isa kung ang kristal ay iikot
12. Kung ang isang makitid na sinag ng liwanag ay dumaan sa isang birefringent na kristal, pagkatapos ay dalawang sinag ng liwanag ang lalabas dito. Paano patunayan na ang mga ito ay magkaparehong patayo na mga polarized beam?
13. Kung ang isang makitid na sinag ng liwanag ay dumaan sa isang birefringent na tourmaline na kristal, pagkatapos ay dalawang sinag ng liwanag ang lalabas dito. Paano malalaman kung alin sa mga ito ang karaniwan at alin ang hindi pangkaraniwang sinag ng liwanag?
14. Ang silaw ng liwanag mula sa puddle ay bumubulag sa mata. Paano dapat matatagpuan ang eroplano ng liwanag na paghahatid ng mga polarized na baso na may kaugnayan sa patayo?
15. Ipaliwanag kung paano makakuha ng three-dimensional na imahe sa isang flat screen sa isang stereo cinema.
16. Ipaliwanag kung bakit ginagamit ang mga polarizing filter sa mga mikroskopyo?
17. Paano patunayan na ang laser beam ay plane polarized light. Bakit ang isang laser ay gumagawa ng plane polarized light?
18. Paano dapat iposisyon ang optical axis ng isang birefringent na kristal upang ang mga ordinaryong at pambihirang sinag ng liwanag ay lumaganap pagkatapos na magkasabay?
19. Ang mga ordinaryong at pambihirang sinag ng liwanag ay kumakalat sa isang kristal na may magkakaibang bilis V tungkol sa V e
Mga praktikal na aplikasyon ng light polarization. Ang mga aplikasyon ng light polarization para sa mga pangangailangan ng pagsasanay ay lubhang magkakaibang. Ang ilan sa mga ito ay matagal nang binuo at detalyado at malawakang ginagamit. Gumagawa lang ng paraan ang iba. Sa mga terminong pamamaraan, lahat ng mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng sumusunod na tampok - pinapayagan ka nilang malutas ang mga problema na ganap na hindi naa-access sa iba pang mga pamamaraan, o lutasin ang mga ito sa isang ganap na orihinal na paraan, maigsi at epektibo.
Malayo sa pag-aangkin na isang kumpletong paglalarawan ng lahat ng praktikal na aplikasyon ng light polarization, lilimitahan natin ang ating sarili sa mga halimbawa mula sa iba't ibang larangan ng aktibidad, na naglalarawan sa lawak ng aplikasyon at pagiging kapaki-pakinabang ng mga pamamaraang ito.
Ang isa sa mga mahalagang araw-araw na gawain ng lighting engineering ay ang maayos na pagbabago at pagsasaayos ng intensity ng light fluxes. Ang paglutas sa problemang ito gamit ang isang pares ng mga polarizer (halimbawa, mga polaroid) ay may ilang mga pakinabang sa iba pang mga paraan ng pagsasaayos. Ang intensity ay maaaring maayos na magbago mula sa maximum (na may parallel na polaroids) hanggang sa halos dilim (na may crossed polaroids). Sa kasong ito, pare-parehong nagbabago ang intensity sa buong cross section ng beam, at ang cross section mismo ay nananatiling pare-pareho. Ang mga polaroid ay maaaring gawin sa malalaking sukat, kaya ang mga pares na ito ay ginagamit hindi lamang sa mga kagamitan sa laboratoryo, photometer, sextant o salaming pang-araw, kundi pati na rin sa mga portholes ng mga steamship, mga bintana ng mga railway cars, atbp.
Ang mga polaroid ay maaari ding gamitin sa mga light-blocking system, ibig sabihin, mga system na nagpapahintulot sa liwanag na dumaan kung saan ito kinakailangan at humarang kung saan hindi. Ang isang halimbawa ay ang pagbara ng ilaw ng mga headlight ng sasakyan. Kung ang mga polaroid ay inilalagay sa mga headlight at mga salamin sa paningin ng mga kotse, na nakatuon sa 45 ° sa kanan hanggang sa patayo, kung gayon ang mga polaroid sa mga headlight at ang salamin ng paningin ng kotse na ito ay magiging parallel. Dahil dito, magkakaroon ng magandang view ang driver sa kalsada at mga paparating na sasakyan na iluminado ng sarili nilang mga headlight. Ngunit ang polaroid headlights ng mga paparating na sasakyan ay tatawid sa polaroid ng sight glass ng sasakyan. Kaya naman, papatayin ang nakakasilaw na ilaw ng mga headlight ng paparating na sasakyan. Walang alinlangan, gagawin nitong mas madali at mas ligtas ang trabaho sa gabi ng mga tsuper.
Ang isa pang halimbawa ng polarization light blocking ay ang kagamitan sa pag-iilaw ng lugar ng trabaho ng operator, na dapat sabay na makita, halimbawa, isang screen ng oscilloscope at ilang mga talahanayan, graph o mapa. Ang liwanag ng mga lamp na nag-iilaw sa mga talahanayan, na bumabagsak sa screen ng oscilloscope, ay nagpapalala sa kaibahan ng imahe sa screen. Ito ay maiiwasan sa pamamagitan ng paglalagay sa illuminator at sa screen ng mga polaroid na may pare-parehong patayong oryentasyon.
Ang mga polaroid ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga nagtatrabaho sa tubig (mga mandaragat, mangingisda, atbp.) upang mapatay ang mga specular na pagmuni-muni mula sa tubig, na, tulad ng alam natin, ay bahagyang polarized. Ang mga polarizer ay malawakang ginagamit sa photography upang maalis ang liwanag na nakasisilaw mula sa mga bagay na nakuhanan ng larawan (mga pintura, salamin at porselana na mga bagay, atbp.). Sa kasong ito, maaari kang maglagay ng mga polarizer sa pagitan ng pinagmulan at ng mapanimdim na ibabaw, nakakatulong ito upang ganap na mapatay ang liwanag na nakasisilaw. Ang pamamaraang ito ay kapaki-pakinabang para sa pag-iilaw ng mga studio ng larawan, mga gallery ng sining, pagkuha ng litrato sa mga operasyon ng kirurhiko, at sa ilang iba pang mga kaso.
Ang pag-aalis ng sinasalamin na liwanag sa normal o malapit sa normal na saklaw ay maaaring isagawa gamit ang mga pabilog na polarizer. Noong nakaraan, napatunayan ng agham na sa kasong ito, ang right-circular light ay nagiging left-circular light (at vice versa). Samakatuwid, ang parehong polarizer na lumilikha ng isang pabilog na polarized na ilaw ng insidente ay kakanselahin ang naaninag na liwanag.
Sa spectroscopy, astrophysics, at lighting engineering, malawakang ginagamit ang mga polarizing filter, na ginagawang posible na ihiwalay ang mga makitid na banda mula sa spectrum na pinag-aaralan, gayundin ang pagbabago ng saturation o kulay ng isang kulay kung kinakailangan. Ang kanilang pagkilos ay batay sa katotohanan na ang mga pangunahing parameter ng mga polarizer at phase plate (halimbawa, polaroid dichroism) ay nakasalalay sa haba ng daluyong. Samakatuwid, ang iba't ibang kumbinasyon ng mga device na ito ay maaaring gamitin upang baguhin ang spectral distribution ng enerhiya sa mga light flux. Halimbawa, ang isang pares ng chromatic polaroid, na dichroic lamang sa nakikitang rehiyon, ay magpapadala ng pulang ilaw sa isang crossed na posisyon, at puti sa isang parallel na posisyon. Ang pinakasimpleng device na ito ay maginhawa para sa pag-iilaw ng mga lab ng larawan.
Ang mga filter ng polarization na ginagamit para sa astrophysical na pananaliksik ay naglalaman ng medyo malaking bilang ng mga elemento (halimbawa, anim na polarizer at limang phase plate na nagpapalit sa kanila na may isang tiyak na oryentasyon) at ginagawang posible na makakuha ng medyo makitid na mga transmission band.
Maraming mga bagong materyales ang nagiging mas matatag sa ating pang-araw-araw na buhay. Ito ay hindi lamang tungkol sa ilang computer o iba pang matataas na teknolohiya. In fairness, dapat tandaan na ang mga modernong 100l garbage bag ay maaaring ilagay sa parehong basura at bulk substance para sa paglipat at pansamantalang imbakan. Ang mga bag ay may sapat na mataas na lakas, dahil sa kung saan malawak itong ginagamit sa mga bodega ng pagkain at kemikal. Maraming mga executive ng negosyo ang na-appreciate ang mga pakinabang ng mga produktong ito at aktibong ginagamit ang mga ito kapwa sa bodega at mga pangangailangan sa sambahayan.
Balyatinskaya Ulyana, mag-aaral sa ika-11 baitang
Ang papel ay nagbibigay ng visual na materyal para sa aralin sa paksang "Praktikal na aplikasyon ng hindi pangkaraniwang bagay ng polariseysyon"
I-download:
Preview:
Upang gamitin ang preview ng mga presentasyon, lumikha ng isang Google account (account) at mag-sign in: https://accounts.google.com
Mga slide caption:
Application ng light polarization Nakumpleto ng 11th grade student na si Ulyana Balyatinskaya
Polarizing microscopes Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng polarizing microscopes ay batay sa pagkuha ng isang imahe ng bagay sa ilalim ng pag-aaral kapag ito ay irradiated na may polarizing beams, na, sa turn, ay dapat na nabuo mula sa ordinaryong liwanag gamit ang isang espesyal na aparato - isang polarizer.
Kadalasan, kapag nakikita mula sa takip ng niyebe, ang ibabaw ng tubig, basang niyebe, salamin, isang maliwanag na ilaw na pumuputol sa mga mata ay nabuo, sila ay tinatawag na "glare". Ang mga "glare" na ito ay nagpapababa sa kalidad ng mga litrato, nakakasagabal sa pangingisda ng mga mangingisda, nagpapalala sa visibility ng mga driver ng kotse. Upang sugpuin ang naaaninag na liwanag, ang mga polarizing lens ay ginagamit sa mga baso, mga light filter sa mga camera.
Mga polarized na salaming pang-araw Pinoprotektahan ng mga naka-polarized na salaming pang-araw ang iyong mga mata mula sa liwanag na nakasisilaw, na sinasalamin ng liwanag mula sa iba't ibang mga ibabaw. Ang mga ilaw na sinag ay makikita mula sa kalsada, niyebe na nakahiga sa lupa, mula sa ibabaw ng tubig, mula sa mga dingding at bubong ng mga bahay. Ang mga sinasalamin na sinag na ito ay bumubuo ng liwanag na nakasisilaw. Pinapababa ng glare ang kalidad ng paningin, ginagawang mahirap makakita ng mga detalye, maliwanag na glare blind. Mas malakas ang reflection, mas mataas ang reflectivity ng surface. Halimbawa, ang mga sinag ng araw ay malakas na sinasalamin mula sa isang basang kalsada, lalo na kapag ang araw ay mababa sa abot-tanaw. Ang pagbulag sa driver sa mga sitwasyong ito ay nagdaragdag ng panganib ng aksidente sa kalsada. Ang mga polarized na salaming pang-araw ay may kakayahang harangan ang mga sinasalamin na liwanag at sa gayon ay mapabuti ang kalidad ng paningin, pataasin ang contrast ng larawan, at pataasin ang visual na ginhawa sa pangkalahatan. Ang aparato ng mga polarized na baso Ang mga polarized na baso ay nilagyan ng mga espesyal na polarized na baso na may kakayahang harangan ang sikat ng araw na makikita mula sa mga pahalang na ibabaw. Ang mga polarizing lens ay karaniwang isang multi-layer na istraktura, sa loob kung saan ay isang transparent na polarizing film. Ang polarizing film ay naka-install sa mga lente upang ito ay nagpapadala lamang ng patayo na polarized na ilaw. Ang mga ilaw na sinag na makikita mula sa mga pahalang na ibabaw (nalalatagan ng niyebe, ibabaw ng tubig, atbp.), Sa kabaligtaran, ay may pahalang na polariseysyon at samakatuwid ay hindi dumadaan sa mga polarizing lens. Kasabay nito, ang mga sinag na nagmumula sa iba pang mga bagay ay unpolarized at samakatuwid ay dumadaan sa mga polarized lens at bumubuo ng isang malinaw na imahe sa retina.
Ang mga teknolohiya para sa paggawa ng mga baso ay maaaring bawasan sa dalawa. Sa unang kaso, ang mga kristal ng isang polarizing substance ay inilapat sa isang pelikula, na nakadikit sa pagitan ng dalawang plastic plate na bumubuo sa lens ng mga baso. Ang teknolohiyang ito ay ang pinakamurang. Ang pangalawang teknolohiya ay binubuo sa paglalagay ng mga kristal ng polarizing substance nang direkta sa lens glass ng mga baso. Ang teknolohiyang ito ay mas mahal sa gastos, ngunit ang kalidad ng paggawa ng naturang baso ay mas mataas. Kung mas mura ang baso, mas manipis ang mga lente at mas manipis ang layer ng polarizing substance. Ang isang direktang kahihinatnan nito ay isang mahinang antas ng polariseysyon. Ang magagandang baso ay medyo mahal, ngunit palaging bigyang-katwiran ang pera na ginugol sa kanila. Kung pinag-uusapan natin ang mga presyo, kung gayon ang medyo disenteng baso ay nagkakahalaga mula 50 hanggang 100 US dollars.
Ang pagpili ng kulay ng mga baso Gray ay angkop para sa isang maliwanag na maaraw na araw. Ang mga kulay ay ipinapadala nang halos walang pagbaluktot, na nagbibigay-daan sa iyong makita ang mga bagay gamit ang kanilang mga natural na kulay. Kung gusto mong makahanap ng kompromiso sa pagitan ng magandang contrast at natural na kulay, piliin ang brown. Ang kulay kahel (tanso) ay halos pangkalahatan, ngunit pinakamaganda sa maulap na panahon. Karamihan sa mga sikat na mangingisda, kung saan ang tagumpay ng pangingisda ay higit sa lahat ay nakasalalay sa kakayahang makita ang mga isda, gamitin ang mga lente na ito. Kung mangisda ka sa madaling araw at hapon, ang dilaw na kulay ng mga lente ay pinaka-kanais-nais, dahil ito ay nagbibigay-daan sa iyo gamitin ang mga ito sa mga kundisyon na napakababa ng liwanag. Huwag lamang magsuot ng gayong baso sa maaraw na panahon, dahil ang mga mata ay nangangailangan ng mas malubhang proteksyon.
Ang mga ordinaryong salaming pang-araw ay nagpapadilim lamang sa nakikitang kapaligiran, hindi nagpoprotekta laban sa liwanag na nakasisilaw. Ang mga salamin na may mga polarized na lens ay pumipigil sa pagtagos ng liwanag na naaaninag mula sa iba't ibang mga bagay, tanging ang liwanag na kapaki-pakinabang para sa mata ng tao ay pumapasok lamang.
Polarizing filter Imposibleng isipin ang modernong photography nang walang polarizing filter. Ito ay isang plato ng isang espesyal na materyal, na naayos sa pagitan ng dalawang flat glass at polarizing light. Ang buong sistema ay naka-mount sa isang espesyal na umiikot na frame, kung saan ang isang marka ay inilapat na nagpapakita ng posisyon ng polarization plane. Ang isang polarizing filter ay nagpapataas ng sharpness at kadalisayan ng mga kulay sa isang larawan, at tumutulong na alisin ang liwanag na nakasisilaw. Dahil dito, ang sariling kulay ng mga bagay ay lumilitaw na mas mahusay sa larawan, ang saturation ng kulay ay tumataas.
LCD monitor device. Ang C ay binubuo ng isang layer ng mga molekula sa pagitan ng dalawang transparent na electrodes at dalawang polarizing filter na ang mga eroplano ng polarization ay patayo. Sa kawalan ng mga likidong kristal, ang ilaw na ipinadala ng unang filter ay halos ganap na naharangan ng pangalawa. Sa kawalan ng boltahe ng kuryente sa pagitan ng mga electrodes, ang mga molekula ay nakahanay sa isang helical na istraktura, habang ang polarization plane ay umiikot ng 90 º bago ang pangalawang filter at ilaw ay dumaan sa vertical na filter nang walang pagkawala. Kung ang isang boltahe ay inilapat sa mga electrodes, ang mga molekula ay may posibilidad na pumila sa direksyon ng patlang, na sumisira sa helical na istraktura. Sa isang sapat na lakas ng field, halos lahat ng mga molekula ay nagiging parallel, na humahantong sa opacity ng istraktura. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng boltahe sa pagitan ng mga electrodes, maaari mong kontrolin ang liwanag na pagkilos ng bagay na dumadaan sa monitor. Kasabay nito, hindi mga screen ng TV ang kumikinang, ngunit isang manipis na layer ng likidong kristal.
Ang polarized light ng Bioptron device ay may regulating effect sa maraming physiological na proseso sa katawan, sa immune system, may anti-inflammatory, immunomodulatory, analgesic effect, at pinasisigla ang tissue regeneration. Sa ilalim ng impluwensya ng polarized na ilaw, ang aktibidad ng enerhiya ng lamad ng cell, pagtaas ng oxygen sa pamamagitan ng mga tisyu, ang mga rheological na katangian ng dugo at microcirculation, ang pagpapalit ng gas at transport function ng dugo, at ang functional na aktibidad ng lahat ng nagpapalipat-lipat na leukocytes ay nagbabago.
Kawili-wiling Light Polarization Facts Ang sikat ng araw sa isang tiyak na direksyon mula sa Araw ay polarized. Ang polarization ng mga sinag ng araw ay nangyayari bilang resulta ng pagmuni-muni mula sa mga molekula ng hangin at repraksyon sa mga patak ng tubig. Samakatuwid, gamit ang isang polaroid, maaari mong ganap na isara ang bahaghari. Maraming mga insekto, hindi tulad ng mga tao, ang nakakakita ng polarized na liwanag. Ang mga bubuyog at langgam ay mahusay na naglalakbay kahit na ang Araw ay nakatago sa likod ng mga ulap. Sa mata ng tao, ang mga molekula ng light-sensitive na pigment rhodopsin ay random na nakaayos, at sa mata ng isang insekto, ang parehong mga molekula ay nakasalansan sa maayos na mga hilera, na nakatuon sa parehong direksyon, na nagpapahintulot sa kanila na tumugon nang mas malakas sa liwanag, ang mga panginginig ng boses na tumutugma sa mga molecular plane.
Sa pamamagitan ng pagpihit ng kristal at pagmamasid sa pagbabago ng sikat ng araw sa atmospera na dumadaan dito, maaaring matukoy ng mga Viking, batay sa gayong mga obserbasyon, ang direksyon ng Araw, kahit na ito ay nasa ibaba ng linya ng abot-tanaw.
Salamat sa iyong atensyon
