Kenapa cahaya terpolarisasi apabila dicerminkan dan dibiaskan?

Kenapa cahaya terpolarisasi apabila dicerminkan dan dibiaskan?
Anonim

Jawapan yang cepat:

Cahaya adalah gelombang melintang, yang bermaksud bahawa medan elektrik (serta medan magnet) berserenjang dengan arah penyebaran cahaya (sekurang-kurangnya dalam media isotropik - tetapi hendaklah kita simpan perkara mudah di sini).

Oleh itu, apabila cahaya adalah kejadian serentak di sempadan dua media, medan elektrik boleh dianggap memiliki dua komponen - satu dalam satah kejadian, dan satu serenjang dengannya. Untuk cahaya unpolarisasi, arah medan elektrik berubah secara rawak (sementara tetap tegak arah arah penyebaran) dan sebagai hasilnya, kedua-dua komponen adalah saiz yang sama.

Berapa banyak komponen yang ditransmisikan dan dicerminkan boleh digambarkan dengan menggunakan undang-undang elektromagnetisme. Tanpa masuk ke dalam butiran matematik di sini, saya boleh memetik keputusan - yang # p # polarisasi (komponen medan elektrik dalam satah kejadian) tidak dapat dicerminkan sama sekali jika sudut kejadian # theta # memuaskan

#theta = theta_B = tan ^ -1 (n_2 / n_1) #

di mana # n_1 # dan # n_2 # adalah dua indeks biasan. Sudut ini dipanggil Sudut Brewster. Untuk cahaya yang bergerak dari udara ke air ini mempunyai nilai kira-kira # 53 ^ circ #

Yang lain, yang dipanggil # s # komponen, yang berserenjang dengan satah kejadian, dihantar dan dicerminkan untuk semua sudut kejadian (walaupun pecahan berubah dengan # theta #).

Oleh itu, apabila cahaya adalah kejadian di sudut Brewster - rasuk yang dipantulkan tidak mempunyai komponen dalam satah polarisasi. Ia sepenuhnya # s # terpolarisasi. Itulah sebabnya sudut Brewster juga dipanggil sudut polarisasi.

Untuk sudut kejadian yang dekat dengan sudut Brewster, rasuk yang digambarkan mempunyai lebih banyak lagi # s # polarisasi daripada # p # polarisasi - dan sebagainya adalah sebahagiannya terpolarisasi.

Rasuk yang ditransmisikan mempunyai kedua-dua komponen dan oleh itu tidak pernah terpolarisasi sepenuhnya. Walau bagaimanapun, di sudut Brewster, semua # p # komponen dihantar (tidak ada refleksi) dan hanya sebahagian daripada # s # komponen dihantar (selebihnya dicerminkan) - jadi cahaya yang ditransmisikan sebahagiannya # p # terpolarisasi. Ini tetap berlaku untuk sudut yang dekat dengan sudut Brewster juga.