分極は、物理学によると、電磁放射の波の性質によって生成される現象です。太陽光は、真空を通過して地球に到達する電磁波の例です。電場が磁場と相互作用するとき、生成される波は電磁波として知られています。この記事では、横波と縦波の2種類の波について学びます。
波の種類:
それらの動きに基づいて区別される 2 種類の波があります。
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横波:
粒子の動きが波の運動方向に垂直な波。
横波の一般的な例は、石を投げたときに水に波紋を作ることです。
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縦波:
媒体の粒子が波と同じ方向に移動するときに発生する波。
縦波の最も一般的な例は音波です。
ライト:
空間を移動する電場と磁場の相互作用は、光として知られています。電界と磁界は互いに垂直です。磁場は一方向に進み、電場は反対方向に進みますが、それらは常に垂直です。したがって、1 つの平面に電場、それに垂直な磁場、および両方に垂直な移動方向があります。電気的および磁気的振動は、さまざまな面で発生する可能性があります。
偏波はもう一方のタイプの波です。単一平面内で振動する光波は、偏波として知られています。平面偏光は、波が単一の平面でのみ振動する波で構成されています。偏光は、偏光されていない光を偏光に変換するプロセスです。光を偏光するために使用される装置は、偏光子として知られています。
分極の種類:
縦波または横波の運動に依存する 3 種類の分極があります。
- 直線偏光
- 円偏光
- 楕円偏光
直線偏光:
光の電場が伝播方向に沿って単一の平面に制限されている偏光。
円偏光:
円偏光では、光の電場は、互いに垂直で同じ振幅を持つ 2 つの線形成分を持ちますが、位相差は π/2 です。発生する電場は、円運動で伝播します。
楕円偏光:
楕円経路を伝搬する光の電場。 2 つの線形成分の振幅と位相差は同じではありません。
偏光方法:
光波の偏光に使用される方法は次のとおりです。
<オール>透過による偏光:
この方法では、光が通過するときにフィルターを通過する振動の半分を除去するポラロイドが使用されます。偏光されていない光がポラロイド フィルターを通過すると、元の強度の半分に減少し、単一平面内で振動するため、偏光が生じます。
反射による偏光:
光線が物質の表面に当たると、一部の光は反射され、一部は屈折されます (物質を通過します)。ブリュースター角は、反射光と屈折光が完全な直角になるために必要な入射光の角度です。
入射角がブリュースター角 (表面の両側の媒質の組成による) に等しく、入射光が偏光されていない場合、入射光は反射光の直線偏光を引き起こします。入射光が材料に固有の偏光を持っている場合、屈折するだけで反射光は残りません。
散乱による偏光:
光は、空気分子による入射光の散乱により、入射面に対して垂直に直線偏光されます。空気分子には、双極子モーメントと呼ばれる一方向の小さな振動があり、その振動線に対して垂直にエネルギーを放出します。その結果、分子の双極子モーメントが y 軸上で前後に振動する場合、偏光されていない入射光は x 方向に散乱し、偏光は y 方向 (双極子に平行) に散乱します。
レイリー散乱は、光の波長が分子のサイズに似ている場合に発生します。レイリー散乱は、晴れた日の深い青や嵐の夜の深い赤など、空の色合いに影響を与えます。
屈折による偏光:
屈折、またはある媒体から別の媒体に移動する際の光の曲げも、偏光を引き起こす可能性があります。分極は、ほとんどの場合、表面に対して垂直に発生します。
複屈折とは、光の入射方向と偏光に応じて物質の屈折率が変化することを意味します。入射光線は、偏光によって複屈折材料内で 2 つの光線に分割され、わずかに異なる軌跡をたどります。
偏光の応用:
- 偏光はサングラスのまぶしさを軽減するために使用されます。
- ポラロイド フィルターは、プラスチック業界で応力分析試験を実施するために使用されます。
- 偏波によって横波と縦波を区別するために使用されます。
- 医療分野では、赤外線分光法で使用されています。
- 地震学における地震研究は分極を使用して行われます。
- 有機分子のキラリティーの決定は、偏光技術を使用して行われます。
結論:
横波の乱れの面の向きは、偏波と呼ばれます。光を含むすべての電磁波は偏光することができます。音などの縦波は偏光できません。横波の偏波が急速かつ任意に変化する場合、偏波がない、または偏波がないと言われます。
