الاستقطاب مفهوم مهم في عالم الفيزياء. عندما يتعلق الأمر بالبصريات ، يعد فهم الاستقطاب والقدرة على التلاعب به من أهم الأشياء. ليس هذا فقط ، يمكن أن يكون تنفيذ التحكم في الاستقطاب مفيدًا جدًا لعدد من تطبيقات التصوير أيضًا.
ومع ذلك ، لا يمكن جني الفوائد الهائلة للاستقطاب إلا عندما تُفهم خاصية الضوء هذه بشكل صحيح. نوعان مهمان من الضوء تحت هذه الخاصية هما - الضوء المستقطب وغير المستقطب.
الاستقطاب مقابل الضوء غير المستقطب
الفرق بين الضوء المستقطب وغير المستقطب هو أنه يمكن تحديد الضوء المستقطب عندما تكون اهتزازات جسيمات الضوء مقيدة في مستوى واحد تمامًا. من ناحية أخرى ، يمكن التعرف على الضوء غير المستقطب عندما تظل الاهتزازات مبعثرة ويمكن أن تحدث على أكثر من مستوى واحد.
يشير الضوء المستقطب إلى موجات الضوء التي تحدث فيها اهتزازات جزيئات الضوء على مستوى واحد. تُعرف العملية التي يتم من خلالها تقييد الضوء المتناثر بهذه الطريقة باسم الاستقطاب. إن مجموعة متنوعة من الأساليب التي يمكن أن تساعد في استقطاب موجات الضوء معروفة لنا. على سبيل المثال لا الحصر ، من أكثر الطرق شيوعًا الاستقطاب عن طريق الإرسال والانعكاس والانكسار والتشتت.
يشير الضوء غير المستقطب إلى موجات الضوء التي تحدث فيها اهتزازات جسيمات الضوء على أكثر من مستوى. تتضمن بعض الأمثلة المفيدة موجات الضوء المنبعثة من الشمس ، أو مصباح يضيء فصلًا دراسيًا ، أو شعلة شمعة تضيء غرفة مظلمة ، وإضاءة هالوجين ، وحتى مصابيح LED.
جدول مقارنة بين الضوء المستقطب وغير المستقطب
| معلمات المقارنة | الضوء المستقطب | ضوء غير مستقطب |
| المعنى | يشير الضوء المستقطب إلى موجات الضوء التي تقتصر على مستوى واحد فقط. | يشير الضوء غير المستقطب إلى موجات الضوء المنتشرة على أكثر من مستوى. |
| اتجاه | تتذبذب المجالات الكهربائية للضوء المستقطب في اتجاه واحد فقط. | تتذبذب المجالات الكهربائية للضوء غير المستقطب في جميع الاتجاهات. |
| طبيعة سجية | طبيعة الضوء المستقطب متماسكة. | طبيعة الضوء غير المستقطب غير متماسكة. |
| الشدة | تحدد طبيعة المستقطب المستخدم شدة الضوء المستقطب. | تحدد طبيعة مصدر موجات الضوء شدة الضوء غير المستقطب. |
| إنتاج | ينتج الضوء المستقطب عمومًا عن مصادر طبيعية. | ينتج الضوء غير المستقطب عندما تمر موجات الضوء بعملية انعكاس أو تشتت أو تنتقل ببساطة عبر مواد معينة. |
| فرق الطور | يكون فرق الطور بين عنصري x و y ثابتًا دائمًا. | يتغير فرق الطور بين عنصري x و y بشكل عشوائي. |
ما هو الضوء المستقطب؟
يشير الضوء المستقطب إلى موجات الضوء التي تقتصر فيها اهتزازات جسيمات الضوء على مستوى واحد فقط. في هذا ، يكون اتجاه اهتزازات الأمواج هو نفسه دائمًا. هذا يعني أن موجات الضوء هذه تتأرجح في اتجاه واحد فقط. يقرر المستقطب المستخدم لتحويل موجات الضوء شدة الضوء المستقطب.
خاصية الضوء هذه متماسكة. علاوة على ذلك ، فإن فرق الطور بين عنصري x و y للمجالين الكهربائيين دائمًا ما يكون ثابتًا. ومن المثير للاهتمام أن تلك الأضواء التي تنبعث من المصادر الطبيعية تكون دائمًا مستقطبة. تسمى العملية التي يتحول بها الضوء غير المستقطب إلى ضوء مستقطب الاستقطاب. تتضمن بعض الطرق الشائعة الاستقطاب عن طريق الإرسال والانعكاس والانكسار والتشتت.
تم اكتشاف الضوء المستقطب لأول مرة في عام 1669 بواسطة إيراسموس بارثولين. وجد أنه يتم إنتاج صورة مزدوجة عندما يتم النظر إلى الأشياء من خلال بلورات الصاري المعدني في أيسلندا في الضوء المنقول. اكتشف أيضًا أن بلورات الكالسيت تقسم الضوء بطريقة ما إلى حزمتين منفصلتين.
ينعكس الضوء المستقطب جزئيًا عندما تضرب موجات الضوء سطح مادة عازلة. بعض الأمثلة على هذه الأسطح تشمل المياه الساكنة ، والزجاج ، والطرق السريعة ، وحتى ألواح البلاستيك. يتم تحديد مقدار الضوء المستقطب المنعكس من خلال الخصائص البصرية لهذه الأسطح.
ما هو الضوء غير المستقطب؟
يشير الضوء غير المستقطب إلى موجات الضوء التي تتشتت فيها اهتزازات جزيئات الضوء. هذا يعني أنها تحدث في أكثر من مستوى واحد. في هذا ، تتأرجح المجالات الكهربائية في جميع الاتجاهات والمسارات. يتم تحديد شدة الضوء غير المستقطب حسب طبيعة المصدر الذي ينبعث منه الضوء.
من المعروف أن الضوء غير المستقطب غير متماسك. يأتي إلى حيز الوجود عندما تمر موجات الضوء من خلال عملية انعكاس أو تشتت ، أو في بعض الأحيان تمر ببساطة عبر مادة غير مستقطبة الضوء. شيء آخر مهم يجب تذكره حول هذا المفهوم هو أن فرق الطور بين مكوني x و y عشوائي ويتغير بشكل غير متوقع.
يتحد تيارات مستقطبة متناقضة مختلفة لتشكيل ضوء واحد غير مستقطب. هذان التياران لهما نصف مقدار الشدة عند مقارنته بالآخر. في الحالة التي يكون فيها أحد هذه التيارات أكثر تأثيرًا من الآخر ، يشار إلى موجات الضوء على أنها مستقطبة جزئيًا.
يمكن تحديد خصائص الضوء غير المستقطب من خلال درجة الاستقطاب ومعلمات كمية الضوء المستقطبة. علاوة على ذلك ، يمكن تصوير كمية الضوء المستقطبة باستخدام ناقل Jonas ، وهو أيضًا شكل بيضاوي مستقطب.
الاختلافات الرئيسية بين الضوء المستقطب وغير المستقطب
- يقتصر الضوء المستقطب على مستوى واحد بينما يحتوي الضوء غير المستقطب على اهتزازات من جزيئات الضوء على أكثر من مستوى واحد.
- تتأرجح المجالات الكهربائية للضوء المستقطب في اتجاه واحد فقط بينما تتأرجح المجالات الكهربائية للضوء غير المستقطب في جميع الاتجاهات.
- طبيعة الضوء المستقطب متماسكة بينما طبيعة الضوء غير المستقطب غير متماسكة.
- يتم تحديد شدة الضوء المستقطب من خلال طبيعة الصورة المستقطبة بينما يتم تحديد شدة الضوء غير المستقطب حسب طبيعة مصدره.
- يأتي الضوء المستقطب عمومًا من مصادر طبيعية بينما ينعكس الضوء غير المستقطب أو يتناثر أو يمر عبر بعض المواد المستقطبة.
- يكون فرق الطور بين عنصري x و y للضوء المستقطب دائمًا ثابتًا بينما لا يمكن التنبؤ بالضوء غير المستقطب.
استنتاج
الميزة الأكثر تميزًا والتي يمكن أن تساعد في تحديد الفرق بين الضوء المستقطب والضوء غير المستقطب هي عدد الطائرات لكليهما. بينما تحدث اهتزازات جسيمات الضوء على مستوى واحد فقط في حالة الضوء المستقطب ، تحدث اهتزازات الضوء غير المستقطبة على أكثر من مستوى واحد.
الفرق الرئيسي الآخر بين الاثنين هو اتجاه مجالاتهم الكهربائية. تتأرجح المجالات الكهربائية للضوء المستقطب في اتجاه واحد فقط بينما تتأرجح المجالات الكهربائية للضوء غير المستقطب في جميع الاتجاهات.
هاتان الخاصيتان للضوء المستقطب وغير المستقطب كافيتان لتمييز الاثنين عن بعضهما البعض. ومع ذلك ، هناك اختلافات رئيسية أخرى مثل مكونات المرحلة والطبيعة. المصدر ، الكثافة ، وأكثر من ذلك بكثير.
