Туйлширсан, байгалийн гэрэл. Байгалийн ялгаатай нь туйлширсан гэрэл

долгион нь хоёр төрлийн байдаг. тууш долгионд Фото тархалт нь тэдний чиглэлд параллель. Үүний жишээ нь агаар дахь дууны хэсэг юм. Хөндлөн долгион нь хөдөлгөөний чиглэлд 90 ° өнцгөөр нь таагүй бүрдэнэ. Жишээ нь, усны масс дамжин хэвтээ өнгөрөх хүн амын шилжилт хөдөлгөөн нь газрын гадарга дээр босоо чичиргээ үүсгэдэг.

-ийн нээлт

, Тайлбарласан байна туйлширсан, байгалийн гэрэл эхэлсэн XVII зууны дунд ажиглагдсан нууцлаг оптик нөлөө нь тоо нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн үзэгдэл гэж үздэг, түүний хэлбэлзлийн чиглэл нээсэн байна. Эхний гэж нэрлэгддэг туйлшралын үр нөлөө нь 1669 онд Данийн эмч Erasmus Bartholin нээсэн байна. Шинжлэх ухааны Исланд жоншны буюу кальцийн (кальцийн карбонат болор хэлбэрээр) давхар хугаралын буюу birefringence ажиглагдсан. гэрэл кальцит болор дамжин өнгөрөх үед хоёр зургийг нь бие биетэйгээ харьцангуй шилжиж байна үйлдвэрлэх, түүнийг хуваасан.

Ньютон энэ үзэгдлийн талаар мэддэг, магадгүй гэрлийн бөөм нь хоёр дүрс үүсэх шалтгаан байж болох юм тэгш бус, эсвэл "нэг талын" байна гэдгийг харуулж байна. Хьюгенс, Ньютон нь орчин үеийн бага долгион хоёр хугаралын түүний онолыг тайлбарлаж чаддаг байсан ч тэр нөлөө нь үнэн утга учрыг ойлгоогүй. хүртэл Birefringence нэгэн нууцыг хэвээр Томас Залуу , Францын физикч Augustin-Zhan Frenel гэрлийн долгион хөндлөн гэж санал болгож байна. Энгийн санаа нь хэт туйлширсан, байгалийн ямар тайлбарлах боломжийг олгож байна гэрлийн. Энэ туйлшралын нөлөө дүн шинжилгээ хийх нь байгалийн болон хүндрэлгүй хүрээг заасан.

birefringence хоёр туйлаас, тус бүр нь өөрийн давалгаа хурдыг байна хослуулан учирсан байна. Учир нь хоёр бүрэлдэхүүн хурд ялгаатай янз бүрийн хугарлын илтгэгч байж, мөн тиймийн тул тэд өөр өөр хоёр зургийг гаргаж, материал дундуур хугардаг байна.

Туйлширсан, байгалийн гэрэл: Максвелл онол

Fresnel хурдан хөндлөн долгион иж бүрэн загвар, birefringence болон бусад оптик нөлөө нь хэд хэдэн хүргэсэн боловсруулсан байна. Дөчин жилийн дараа цахилгаан Максвеллийн онол гоёмсог гэрлийн хөндлөн шинж чанарыг тайлбарлаж байна.

Цахилгаан соронзон долгион нь Максвелл соронзон болон цахилгаан салбарт хөдөлгөөнийг савладаг чиглэлд перпендикуляр бүрдсэн. талбарууд нь өөр хоорондоо 90 ° өнцгөөр байна. Энэ тохиолдолд соронзон болон цахилгаан талбайн тархалт чиглэл нь баруун гартнуудаас уялдуулан зохицуулах тогтолцоог бүрдүүлж байна. давтамж F болон уртын λ нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн нь эерэг хэвтээ чиглэлд хөдөлж, талбарууд нь математик тайлбарласан байна (тэд λf = в хараат холбоотой):

• И (х, т) = E ₀ COS (2 π х / λ - 2 π фут) у ^;
• Б (х, т) = В ₀ COS (2 π х / λ - 2 π фут) Z ^.

тэгшитгэл, цахилгаан ба соронзон талбайнууд хоорондоо үе шатанд байгааг харуулж байна. Тухайн үед тэд нэгэн зэрэг E ₀ B ₀ тэнцүү орон зай дахь тэдний хамгийн их утгыг _хүрнэ. Эдгээр amplitudes бие даасан биш юм. Максвеллийн тэгшитгэл vacuo-д байгаа бүх цахилгаан долгион нь E ₀ = CB ₀ харуулж байна.

туйлшралын чиглэл

гэрлийн долгион соронзон болон цахилгаан талбайн чиг баримжаа тайлбар зөвхөн цахилгаан ороны чиглэлийг зааж ихэвчлэн байдаг. соронзон орны вектор перпендикулярлаг талбаруудыг шаардлага болон хөдөлгөөний чиглэлд өөрсдийн перпендикулярлаг тодорхойлогддог. Байгалийн болон шугаман туйлширсан гэрлийн долгионы хөдөлгөөн тогтмол чиглэлд сүүлийн талбар oscillate тэр нь тодорхойлогддог.

бусад боломжит туйлшралын улсууд байдаг. соронзон болон цахилгаан талбайн дугуй векторын хувьд тогтмол далайц дахь тархалтын чиглэлд эргүүлэх харьцангуй байдаг. Elliptically туйлширсан гэрэл шугаман болон дугуй polarizations хооронд завсрын байрлалд байна.

unpolarized гэрэл

нь халдаг судалтай гадаргуу дээр атом, цахилгаан соронзон цацраг үүсгэдэг, бие биенээсээ үл хамааран юм. цацраг бүр ойролцоогоор 10 ^-9 10 ^-8 секунд богино хугацааны галт тэрэг мэт загварчлагдаж болно. судалтай-аас цахилгаан долгион нь эдгээр галт тэрэг, тус бүр нь өөрийн гэсэн туйлшралын чиглэл байдаг нь суперпозицын юм. санамсаргүйгээр чиглэсэн хэмжээ нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн туйлшралын вектор хурдан шуурхай, erratically өөр өөр хэлбэрийг дасгалжуулна. Ийм хүн амын шилжилт хөдөлгөөн unpolarized гэж нэрлэдэг. Бүх гэрэл нь байгалийн эх үүсвэр, Sun, улайсгасан чийдэн, гэрэл гэгээтэй чийдэн болон дөл зэрэг зэрэг цацраг гаргаж байна. Гэсэн хэдий ч, байгалийн гэрэл нь ихэвчлэн хэсэгчлэн улмаас олон тараах болон тусгал руу туйлширсан байна.

Тиймээс байгалийн туйлширсан гэрлийн ялгаа нь анх oscillations нь онгоцоор гарч болохыг үнэндээ бүрдэнэ.

туйлширсан цацрагийн эх сурвалж

Туйлширсан гэрэл орон зайн баримжаа тодорхойлж үед бий болно. Үүний нэг жишээ нь synchrotron цацраг, өндөр эрчим хүчний соронзон талбайд хөдөлж, туйлширсан цахилгаан соронзон долгионыг ялгаруулж хэсгүүд төлбөр нь юм. байгалийн туйлширсан гэрэл гаргадаг олон алдартай одон орны эх үүсвэр байдаг. Эдгээр мананцар, хэт шинэ одны үлдэгдэл, идэвхтэй Галактикийн бөөм зэрэг орно. сансрын цацраг туйлшралын өөрийн эх үүсвэрээс шинж чанарыг тодорхойлохын тулд судалсан байна.

Polaroid шүүлтүүр

Туйлширсан, байгалийн гэрэл Америкийн физикч Эдвин Газрын бүтээсэн материалын тоо, хамгийн түгээмэл нь Polaroid байна, дамжин өнгөрөх тусгаарлагдсан байна. шүүлтүүр дулааны эмчилгээ процесс нэг чиглэлд чиглэсэн нүүрс устөрөгчийн молекул урт гинж бүрдэнэ. сонголтын цацраг шингээх молекул, цахилгаан орон өөрсдийн чиг баримжаа зэрэгцээ юм. туйлширсан орхиж гэрэл шугаман туйлширсан байна. молекул чиг баримжаа чиглэлд перпендикуляр Уг цахилгаан орон. Polaroid олон салбарт, тусгаж, тархай бутархай гэрлийн нөлөөг бууруулах нарны шил, шүүлтүүр зэрэг програм олсон байна.

Байгалийн болон туйлширсан гэрлийн: Malus хууль

1808 онд физикч Этьен Луис Malus гэрлийн зарим хэсэг нь хэт туйлширсан, төрийн бус металл гадаргуу нь тусгалаа олсон. Энэ нөлөөний цар хүрээ тусгалын өнцөг цацруулагч материалын хугарлын индекс хамаарна. Агаар дахь тусгалын өнцөг тангенс тусгал материалын хугарлын индексийг тэнцүү онцгой тохиолдолд нэг байдлаар тусгасан гэрлийн бүрэн шугаман туйлширсан болдог. Энэ үзэгдэл Brewster хуульд (түүний Discoverer нэрэмжит, Шотландын физикч Дэвид Brewster) гэж нэрлэдэг. туйлшралын чиглэл тусгасан гадаргууд параллель. гэрэл гэгээтэй хурц гэрэл нь ихэвчлэн зам, усны шүүлтүүр гэх мэт хэвтээ гадаргуу нь тусгал дээр явагддаг учраас ихэвчлэн хэвтээ туйлширсан гэрэл байхын тулд нарны шил хэрэглэгддэг тул сонгон гэрэл ойх устгаарай.

Райлийн сарнимал

хэмжээ нь долгионы хамаагүй бага байдаг нь маш бага обьектуудаар Хөнгөн сарнимал (гэгдэх Райлийн сарнимал Англи хэлний эрдэмтэн Эзэн Райлийн дараа), мөн хэсэгчилсэн туйлшралыг бий болгож байна. нарны гэрэл дэлхийн агаар мандалд дамжин өнгөрөх үед энэ нь агаарын молекулууд тараадаг байна. Дэлхий, туйлширсан, байгалийн гэрлийг тархай бутархай хүрдэг. туйлшралын градусын өнцөг тараахад ихээхэн хамааралтай байдаг. хүн байгалийн болон туйлширсан гэрлийн хооронд нь ялгах биш юм болохоор энэ нөлөө нь ихэвчлэн мэдэгдэхгүй явдаг. Гэсэн хэдий ч, олон шавьж нүд Хэрэв хандах, мөн тэд навигацийн хэрэгсэл болгон тархсан цацрагийн харьцангуй туйлшралыг ашигладаг. нарны хурц гэрэлд суурь цацраг бууруулахад ашиглаж байгаа хэвийн шүүлтүүр камер, энгийн шугаман туйлширсан, туйлширсан гэрэл, байгалийн Райлийн тусгаарладаг юм.

anisotropic материал

Туйлшралын нөлөө оптикийн anisotropic материал (тухайн ажиглагдаж байна хугарлын илтгэгч гэх birefringent талст, зарим биологийн бүтэц, оптикийн идэвхтэй материалын туйлшралын чиглэл нь харилцан адилгүй байдаг). Технологийн програмууд туйлшрамтгай микроскоп, шингэн болор дэлгэц, материал судалгаанд ашиглаж оптик багаж хэрэгсэл зэрэг орно.