Рюкзак со светящимся экраном, на который можно закачать свою картинкуПоляризованный свет: описание явления, примеры, формулы и разновидности
Поляризованный свет отличается от стандартного своим распространением. Он был открыт достаточно давно и применяется как для физических опытов, так и в повседневной жизни для выполнения некоторых измерений. Разобраться в явлении поляризации несложно, это позволит понять принцип действия некоторых устройств и выяснить, почему при определенных условиях свет распространяется не так, как обычно.
Сравнение фото без поляризующего фильтра и с ним, во втором случае бликов почти нет.Что такое поляризация света
Поляризация света доказывает, что свет это поперечная волна. То есть, речь идет о поляризации электромагнитных волн в целом, а свет – это одна из разновидностей, свойства которой подчиняются общим правилам.
Поляризацией называют свойство поперечных волн, вектор колебания которых всегда перпендикулярен направлению распространения света или чего-то еще. То есть, если выделить из света лучи с одинаковой поляризацией вектора, то это и будет явление поляризации.
Чаще всего мы видим вокруг себя неполяризованный свет, так как у него вектор напряженности двигается во всех возможных направлениях. Чтобы он стал поляризованным, его пропускают через анизотропную среду, она отсекает все колебания и оставляет только одно.
Кто открыл явление и что оно доказывает
Рассматриваемое понятие впервые в истории было использовано известным британским ученым И. Ньютоном в 1706 году. Но объяснил его природу другой исследователь – Джеймс Максвелл. Тогда природа световых волн не была известна, но по мере накопления различных фактов и результатов различных экспериментов появлялось все больше доказательств поперечности электромагнитных волн.
Первым проводил эксперименты в этой области голландский исследователь Гюйгенс, это происходило в 1690 г. Он пропускал свет через пластину исландского шпата, в результате чего обнаружил поперечную анизотропию луча.
Первые доказательства поляризации света в физике были получены французским исследователем Э. Малюсом. Он использовал две пластины турмалина, и в итоге вывел закон, названный в его честь. Благодаря многочисленным экспериментом была доказана поперечность световых волн, что помогло объяснить их природу и особенности распространения.
Откуда берется поляризация света и как ее получить самостоятельно
Большая часть света, который мы видим, не поляризована. Солнце, искусственное освещение – световой поток с вектором, колeблющимся в разных направлениях, распространяется во все стороны без каких-либо ограничений.
Поляризованный свет появляется после того, как он прошел через анизотропную среду, которая может иметь разные свойства. Эта среда убирает большую часть колебаний, оставляя единственное, что и обеспечивает нужный эффект.
Чаще всего в качестве поляризатора выступают кристаллы. Если раньше применялись в основном природные материалы (например, турмалин), то сейчас есть много вариантов искусственного происхождения.
Также поляризованный свет можно получить за счет отражения от любого диэлектрика. Суть заключается в том, что при попадании светового потока в место соединения двух сред он преломляется. Это несложно увидеть, поместив карандаш или трубочку в стакан с водой.
Этот принцип используется в поляризационных микроскопах.При явлении преломления света часть лучей поляризуется. Степень проявления этого эффекта зависит от расположения источника света и угла его падения относительно места преломления.
Что касается способов получения поляризованного света, то независимо от условий используется один из трех вариантов:
- Призма Николя. Названа в честь шотландского исследователя Николя Уильяма, который изобрел ее в 1828 году. Он проводил эксперименты длительное время и через 11 лет смог получить готовый прибор, который в неизменном виде применяется до сих пор.
- Отражение от диэлектрика. Тут очень важно подобрать оптимальный угол падения и учитывать степень преломления (чем больше разница в светопропускаемости двух сред, тем сильнее преломляются лучи).
- Использование анизотропной среды. Чаще всего для этого подбирают кристаллы с подходящими свойствами. Если направить на них световой поток, на выходе можно наблюдать его параллельное разделение.
Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков
Данное оптическое явление было открыто физиком из Шотландии Дэвидом Брюстером в 1815 году. Выведенный им закон показал взаимосвязь показателей у двух диэлектриков при определенном угле падения света. Если подобрать условия, то отраженные от границы стыка двух сред лучи будут поляризованными в перпендикулярной углу падения плоскости.
Исследователь отметил, что преломленный луч частично поляризуется и в плоскости падения. При этом отражается не весь свет, часть его уходит в преломленный луч. Углом Брюстера называют такой угол, при котором отраженный свет полностью поляризуется. При этом отраженный и преломленный лучи перпендикулярны относительно друг друга.
Чтобы понять причину этого явления, надо знать следующее:
- В любой электромагнитной волне колебания электрического поля всегда перпендикулярны направлению ее движения.
- Процесс делится на две стадии. В первой падающая волна вызывает волнение молекул диэлектрика, во второй появляются преломленные и отраженные волны.
Если использовать в эксперименте одну пластику кварца или другого подходящего минерала, интенсивность плоскополяризованного света будет маленькой (порядка 4% от общей интенсивности). Но если использовать стопку пластин, можно добиться существенного увеличения показателей.
Кстати! Закон Брюстера можно вывести и с использованием формул Френеля.
Поляризация света кристаллом
Обычные диэлектрики анизотропны и особенности света при попадании на них зависят главным образом от угла падения. Свойства кристаллов отличаются, при попадании на них света можно наблюдать эффект двойного преломления лучей. Это проявляется так: при прохождении через структуру образуется два преломленных луча, которые идут в разных направлениях, их скорости также различаются.
Чаще всего в экспериментах используют одноосные кристаллы. В них один из пучков преломления подчиняется стандартным законам и именуется обыкновенным. Второй образуется иначе, его называют необыкновенным, так как особенности его преломления не соответствуют обычным канонам.
Так выглядит двойное лучепреломление на схеме.Если вращать кристалл, то обыкновенный луч останется неизменным, а необыкновенный будет перемещаться по окружности. Чаще всего в экспериментах используют кальцит или исландский шпат, так как они хорошо подходят для исследований.
Кстати! Если посмотреть на окружающую обстановку через кристалл, то очертания всех объектов будут раздваиваться.
На основании экспериментов с кристаллами Этьен Луи Малюс сформулировал закон в 1810 году, который получил его имя. Он вывел четкую зависимость линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор, сделанный на основе кристаллов. Интенсивность луча после прохождения кристалла уменьшается пропорционально квадрату косинуса угла, образованного между плоскостью поляризации входящего луча и фильтра.
Видео-урок: Поляризация света, физика 11 класс.
Пpaктическое применение поляризации света
Рассматриваемое явление используется в повседневной жизни намного чаще, чем кажется. Знание законов распространения электромагнитных волн помогло в создании различного оборудования. Основные варианты таковы:
- Специальные поляризационные фильтры для фотоаппаратов позволяют избавиться от бликов при фотосъемке.
- Очки с таким эффектом часто используют водители, так как они убирают блики от фар встречного трaнcпорта. В результате даже дальний свет не может ослепить водителя, что повышает безопасность.Отсутствие бликов объясняется эффектом поляризации.
- Оборудование, применяемое в геофизике позволяет изучить свойства облачных масс. Также с его помощью изучают особенности поляризации солнечного света при прохождении через облака.
- Специальные установки, фотографирующие космические туманности в поляризованном свете помогают изучать особенности возникающих там магнитных полей.
- В машиностроительной отрасли применяют так называемый фотоупругий метод. С его помощью можно четко определить параметры напряжения, возникающие в узлах и деталях.
- Оборудование используется при создании театральных декораций, а также в концертном оформлении. Еще одна сфера применения – витрины и выставочные стенды.
- Приспособления, определяющие уровень сахара в крови человека. Работают за счет определения угла поворота плоскости поляризации.
- На многих предприятиях пищевой промышленности используют оборудование, способное определять концентрацию того или иного раствора. Также есть приспособления, способные за счет применения свойств поляризации контролировать содержание белков, сахаров и органических кислот.
- 3D-кинематография работает именно за счет использования рассматриваемого в статье явления.
Кстати! Знакомые всем жидкокристаллические мониторы и телевизоры тоже работают на основе поляризованного потока.
Знание основных особенностей поляризации позволяет объяснить множество эффектов, которые встречаются вокруг. Также это явление широко используется в науке, технике, медицине, фотографии, кинематографе и многих других сферах.
Комментарии:
Узнайте, как можно проверить работоспособность лампочек. Подробные инструкции по работе с тестерами. Универсальные приборы для проверки и специальные способы для отельных видов осветительных приборов....
13 12 2025 3:17:22
Принцип роботы светодиодного индикатора напряжения. Необходимые материалы для сборки данной конструкции. Схема индикатора напряжения на светодиодах на 12 и 220 вольт....
12 12 2025 8:47:52
Подключение зеркала с подсветкой в ванной — какая бывает, в чем отличие внутренней от внешней. Как самому установить зеркало с встроенной подсветкой, особенности подключения в зависимости от типа источника света. Распространенные ошибки....
11 12 2025 11:26:27
Узнайте, какие схемы используются в драйверах светодиодных ламп, какая из них самая эффективная. Читайте, как некоторые производители обманывают покупателей при помощи использования некачественных материалов и упрощенных схем драйверов. Как правильно выбирать светодиодные светильники по цене и производителю....
10 12 2025 10:12:53
Обустройство уличного освещения, монтируемого на столб, это стандартное решение, поскольку так можно правильно придать территории света и уюта. Но сами...
08 12 2025 21:37:39
Читайте, как выбрать и установить напольный плинтус с подсветкой. Узнайте, из каких материалов производятся напольные плинтусы, какие осветительные приборы используются для скрытого освещения. Посмотрите, как осуществить монтаж своими руками, присоединить светодиодную ленту к источнику питания....
06 12 2025 6:56:40
Как выбрать и организовать освещение в коридоре или прихожей — специфика помещения и требования к освещению. Варианты освещения коридора с натяжным потолком, правила расположения светильников. Схемы освещения, световое зонирование....
05 12 2025 9:53:54
Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12в: расчет мощности, рекомендации специалистов, критерии выбора....
04 12 2025 23:21:32
Смотрите здесь, как подключить ДХО на автомобиле своими руками, по каким критериям выбирать их для своей машины, и как подключить их от генератора, через габаритные огни и фары ближнего света, а также с помощью четырех- и пятиконтактного реле и универсальный блок управления....
03 12 2025 2:17:23
Правильная распиновка COB для подключения. Разновидности диодов. Сколько времени служит COB подсветка? Как управлять COB светодиодом?...
02 12 2025 19:27:34
Узнайте, сколько точечных светильников необходимо установить в комнату. Вычисляем нужное количество светодиодных лампочек для установки в натяжной потолок....
01 12 2025 15:15:32
Читайте, какая светодиодная лента для сауны подойдет лучше всего, стоит ли ее вообще использовать для сауны или бани, каковы основные плюсы и минусы ее эксплуатации в подобных условиях, какая модификация подойдет и основные правила ее установки....
30 11 2025 16:46:59
Читайте, что такое проходной выключатель и зачем он нужен, чем он отличается от стандартного и на каком принципе он работает, как правильно его выбрать и установить в соответствии с заданной электрической схемой и типом самого переключателя....
28 11 2025 0:13:25
Читайте, какие модели светодиодов могут быть использованы в карманном, налобном или поисковом фонарике. Как можно произвести ремонт вышедшего из строя светильника. Сохраните себе пошаговую инструкцию по замене LED элемента....
27 11 2025 21:15:52
Узнайте, как можно организовать подсветку компьютерного стола и какие для этого потребуются светильники. Читайте, что следует учесть при выборе приборов, как распределить потоки света по рабочей площади. Уточните, в чем преимущества светодиодных устройств перед другими видами подсветки....
26 11 2025 3:50:54
Освещение в квартире, доме, производственном или офисном помещении разделяется на множество видов. Каждый из этих видов имеет собственное предназначение и цели....
25 11 2025 16:38:53
Смотрите, как сделать светодиодный светильник своими руками. Как правильно при этом рассчитать и изготовить драйвер с гасящим конденсатором, какие материалы можно применять и как подключать прибор в сеть 220В или от батареек....
24 11 2025 3:20:38
Сложно представить современную уютную гостиную без люстры. Это не просто предмет освещения, а штрих завершающий дизайн. Поэтому важно найти правильный вариант....
23 11 2025 17:17:32
Читайте, в чем состоят особенности конструкции светодиодов мощностью 3 ватта. Узнайте, его технические хаpaктеристики, специфические качества элементов и схему подключения светильников....
22 11 2025 16:45:43
Лампа для рассады в домашних условиях. Требования к освещению, как сделать своими руками, особенности применения....
21 11 2025 21:21:16
Прочитайте, каким образом производится определение рабочих хаpaктеристик неизвестных светодиодов. Узнайте, для чего это может понадобиться и какими способами проще всего получить нужную информацию. Наиболее распространенные и доступные методики проверки хаpaктеристик....
20 11 2025 2:47:49
LED подсветка ступеней лестницы может быть как постоянной, так и включать в свою схему датчики движения и ультразвуковые датчики, для интеллектуального управления подсветкой....
19 11 2025 12:14:27
Смотрите здесь, как выглядит схема стробоскопа на светодиодах, какие необходимые инструменты и компоненты для ее монтажа потребуются. Как происходит процесс сборки электроники, подготовки корпуса и завершающий этап....
18 11 2025 13:58:29
Читайте здесь, как своими руками выполнить замену ламп дневных ходовых огней Лады Гранта, какие основные виды лампочек для ДХО в этой модели применяются, какими основными свойствами и особенностями они обладают, а также из каких основных этапов состоит процеДypa их переустановки....
17 11 2025 13:23:23
Автомобильные аккумуляторы - важнейшее устройство для запуска двигателя в любую погоду, в том числе при сильном снегопаде, а также для обеспечения точной и...
16 11 2025 9:25:36
Выясните, что эффективнее ксенон или светодиод. Что у них общего, чем различаются, существуют ли ограничения на их использование, и каковы условиях их замены. Узнайте, выбор, какого типа ламп для автомобиля будет наиболее оптимальным....
15 11 2025 20:42:52
Какие существуют обозначение для светодиодных ламп. Что означает аббревиатура РЭП на ЛЕД лампах? Маркировки светового потока, срок службы и мощности....
14 11 2025 23:21:12
Схема подключения одноклавишного выключателя: пошаговая инструкция по монтажу. Какие подготовительные работы необходимы провести перед установкой выключателя. Какой кабель лучше выбрать для подключения: двух- или трехжильный....
13 11 2025 7:54:31
Выясняем, почему может мигать лампочка при включенном и выключенном свете. Как найти причину, по которой моргает энергосберегающая или светодиодная лампа. Как исправить мигающие источники света....
11 11 2025 19:14:25
Читайте здесь, что такое коннектор для светодиодной ленты, какие разновидности его бывают, а также чем хаpaктеризуются их наиболее распространенные модификации – NLSC-PLSC, прижимные, прокалывающие и экземпляры для подключения к проводам....
10 11 2025 12:55:11
Благодаря компании Legrand подключение компьютерной розетки становится все более простым. Этот лидер по производству электроустановочного и силового оборудования предлагает широкий ассортимент розеток для сетевых подключений....
09 11 2025 3:12:23
Розетки ТВ Легранд получили широкое распространение в нашей стране. Их отличает неплохой уровень качества и вполне разумные цены....
08 11 2025 10:39:45
Что такое диммируемая светодиодная лента — принцип действия и хаpaктеристики. Подключение диммера к светодиодной ленте, способы монтажа и расположение. Как регулировать режим освещения, варианты....
07 11 2025 14:40:17
Читайте здесь, какие нормы освещенности существуют для рабочего места, офисных помещений, на производстве, в складских комплексах, на охраняемых территориях и объектах, в жилых домах и на детских площадках и какие документы их регламентируют....
06 11 2025 3:44:23
Как правильно обрезать светодиодную ленту — почему можно только по специальным линиям. Как правильно отрезать в зависимости от разновидности ленты, какие шаги разрезов встречаются. Что делать, если нет маркировки....
05 11 2025 10:27:49
Правильная маркировка проводов и шнуров позволяет значительно облегчить монтаж и ремонт любых электрических сетей. Ведь правильная маркировка не только облегчит сам процесс монтажа, но и позволит вам или любому другому человеку просто взглянув в распределительную коробку, щиток или на провода, определить их назначение...
04 11 2025 14:39:53
Лампы для противотуманной фары: какие цоколи применяются, какой тип лампочек (светодиодный или ксеноновый) лучше поставить в ПТФ....
03 11 2025 14:37:52
Читайте здесь о выборе ламп для аквариума и организации правильного освещения. Что предпочесть для светильника: люминесцентные лампочки, светодиодные. Как рассчитать свет на количество литров воды....
02 11 2025 14:10:55
Узнайте, как определяется полярность диодов и параметры ограничительного резистора, какие схемы используются для подключения светодиодов, какая из них самая удобная, как подключить светодиод к имеющимся в доме источникам питания. Читайте, что необходимо учесть при покупке диодов, продукция каких производителей самая качественная....
01 11 2025 1:42:45
Виды автомобильных ламп. Маркировка и типы цоколей. Таблица назначения и совместимости разъемов автоламп....
31 10 2025 15:36:45
Как вы думаете, может ли использоваться светодиодная лента как основное освещение жилой комнаты?...
30 10 2025 8:23:26
Хаpaктеристика налобного фонарика. Как выбрать такой фонарь? Самые лучшие налобные фонари....
28 10 2025 0:36:27
Короб для светодиодной ленты для самостоятельного монтажа подсветки: разновидности, особенности, способы монтажа....
27 10 2025 13:20:41
Читайте здесь, что такое блок защиты для светодиодных и энергосберегающих ламп, каковы основные причины перегорания лампочек, как лучше защитить их от скачков напряжения в бытовой сети, а также какими основными параметрами хаpaктеризуются блоки защиты, как их правильно подобрать и установить....
26 10 2025 10:31:13
Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 ::
