مقدمه

نور یک نوع تابش الکترومغناطیسی است که از ترکیب دو میدان الکتریکی و مغناطیسی تشکیل یافته است. تابش الکترومغناطیسی شامل میدان الکتریکی متغیر با زمان و میدان مغناطیسی متغیر با زمان می‌باشد که این دو میدان بر هم عمودند و موج در امتداد عمود بر هر دوی آنها انتشار می‌یابد. هر تک موج الکترومغناطیسی یک میدان الکتریکی و یک میدان مغناطیسی مشخص دارد، ولی از آنجا که نور خالص وجود ندارد که فقط شامل یک طول موج باشد (ما همواره با گروه موج روبرو هستیم) لذا با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی درجهتهای مختلف مواجه خواهیم بود. میدان الکتریکی نور بزرگتر از میدان مغناطیسی آن می‌باشد و بیشتر خصوصیاتی که میدان الکتریکی دارد میدان مغناطیسی هم از آن تبعیت می‌کند و نیز چشم ما به میدان الکتریکی حساس است، از این رو ما در مبحث نور اغلب با میدان الکتریکی نور سر و کار داریم.

 

 

 

 

 

 

تعریف قطبش

میدانهای الکتریکی امواج تشکیل دهنده به صورت اتفاقی در هر جهتی قرار می‌گیرند، لذا احتمال وجود میدان الکتریکی در تمام جهات یکسان خواهد بود. حال در مواردی لازم است که میدان الکتریکی را فقط در جهت خاصی داشته باشیم. بنابراین باید به طریقی در جهات دیگر میدان را حذف کنیم و فقط آن یک جهت مورد نظر را داشته باشیم، این عمل قطبش نام دارد. البته بحث قطبش را در مورد عایق ها تحت عنوان قطبش عایقها دنبال خواهیم کرد. نوری که عمل قطبش را روی آن انجام داده‌ایم، نور قطبیده و وسیله‌ای که این عمل را با آن انجام داده‌ایم، قطبشگر نور می‌نامند.



img/daneshnameh_up/3/3f/p2v.gif

انواع قطبش

قطبش را از لحاظ منحنی که نوک پیکان میدان الکتریکی در صفحه مختصات رسم می‌کند و اختلاف فازی که دو مؤلفه ارتعاشی میدان الکتریکی باهم دارند، به دو دسته عمده تقسم می‌کنند که عبارتند از:

قطبش خطی

اختلاف فاز بین مؤلفه‌های ارتعاشی میدان برابر (0 یا 180 درجه) می‌باشد و ارتعاش روی یک خط راست صورت می‌گیرد. و از ترکیب قطبشهای دایروی راستگرد و چپگرد بوجود می‌آیند. این نوع قطبش به نوبه خودش به لحاظ منحنی فضایی‌اش بصورت زیر دسته بندی می‌گردد:

  • افقی
  • عمودی
  • مایل



img/daneshnameh_up/f/f9/p3.gif

قطبش بیضیوار

در حالت کلی اختلاف فاز بین مؤلفه‌های ارتعاشی در قطبش بیضیوار هر زاویه‌ای می‌تواند باشد که ترکیب دو ارتعاش ، منحنی بیضی به خود می‌گیرد. این قطبش نیز به نوبه خودش بصورت زیر دسته بندی می‌گردد:


  • قطبش دایروی: در طبیعت فقط این نوع قطبش را داریم که مؤلفه‌های ارتعاش آن عمود بر هم هستند و دامنه‌های ارتعاشات باهم برابرند و به لحاظ اختلاف فاز (90 یا 270 درجه) به دو دسته قطبش دایروی راستگرد و قطبش دایروی چپ گرد تقسیم می‌شوند.

  • قطبش بیضوی: از ترکیب مناسب قطبشهای دایروی راستگرد و چپگرد بوجود می‌آید که مؤلفه‌های ارتعاشی آن عمود بر هم هستند و برخلاف قطبش دایروی دامنه ارتعاشات برابر ندارد و به لحاظ اختلاف فازی که دارند به دو دسته قطبش بیضوی راستگرد و قطبش بیضوی چپ گرد تقسیم می‌شوند.

ما در طول زندگی در پیرامون خود با پدیده‌های زیادی روبرو شده و می شویم که با قطبش در ارتباطند:

img/daneshnameh_up/e/e8/Rainbow.jpg


رنگین کمان

اگر با یک قطبشگر به رنگین کمان نگاه کنیم، دیگر این طیف رنگی زیبا را نخواهیم دید. بسته به نوع قطبشگر منظره متفاوتی خواهیم دید. در رنگین کمان نور سفید به رنگهای تشکیل دهنده‌اش تجزیه شده است، یعنی طول موجها از هم جدا شده‌اند.حال اگر ما به عنوان مثال با یک فیلتر سبز رنگ به رنگین کمان نگاه کنیم، چون این فیلتر نوری فقط رنگ سبز را عبور می‌دهد و سایر رنگها را جذب می‌کند، لذا محل رنگین کمان به رنگ سبز دیده می‌شود و دیگر طیف رنگها را نخواهیم دید.

قطبش در ستاره شناسی

قطبش در ستاره شناسی کاربرد زیادی دارد و به ما کمک می‌کند تا اطلاعات بیشتری در خصوص امواج الکترومغناطیسی صادره از ستاره‌ها بدست آوریم.

img/daneshnameh_up/4/40/Sahaby.jpg





به عنوان مثال دوربین پیشرفته هابل با پیشرفته‌ترین فیلترهای پلاریزه (قطبیده) تصاویر بدیعی از کیهان تهیه کرده است. تصویری که در بالا ملاحظه می‌کنید، تصویری از یک سحابی است که با کمک سه فیلتر قطبیده متفاوت نور رسیده از آن در سه زاویه خاص قطبیده شده و هر دسته با یکی از رنگهای آبی ، قرمز و سبز نمایش داده شده است. با بررسی قطبش نور این سحابی ، دانشمندان می‌توانند به اطلاعات وسیعی از خواص فیزیکی موادی که این پرتوها را بازتاب داده است، دست یابند.

عینکهای قطبی

از دیگر موارد مرتبط با قطبش، عینکهای آفتابی قطبیده هستند که بیشتر در ماهیگیری ، ورزشهای آبی ، رانندگی و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. این عینکها با عینکهای تیره معمولی فرق دارند. عینکهای معمولی شدت هر نوری را کاهش می‌دهند، ولی عینکهای قطبیده ، بطور انتخابی انعکاسهای نور از سطح آب و … را حذف می‌کنند و نور مناسبی را به چشم می‌رسانند.این عینکها فیلترهای قطبیده با قطبش عمودی دارند.

img/daneshnameh_up/c/c0/Eynac.1.jpg




استفاده از این عینکها به ماهیگیر کمک می‌کند تا ماهیها و سنگها را در زیر سطح آب ببیند. در روشنایی زیاد ، عینک این عمل را بوسیله کاهش اثر خیره کننده درخشندگی انجام می‌دهد. حتی بدون درخشندگی زیاد ، این عینکها بطور انتخابی ، انعکاسهای دیگر از مناظر بالای آب (ابرها و آسمان) را کاهش می‌دهند. علت اینکه برخی از این عینکها ، خیلی تیره یا شبیه آینه بنظر می‌رسند، این است که سطح شیشه آن را با یک لایه از رنگ مخصوصی که نقش صافی را بازی می‌کند، می‌پوشانند و نور حین عبور از آن قطبیده می‌شود و در بازتاب از داخل عینک نمی‌تواند از صافی عبور کند و در نهایت نوری از پشت شیشه به چشم ما نمی‌خورد، بنابراین عینک را تیره می‌بینیم.

قطبش در پلاریمتری

قطبش در پلاریمتری برای مطالعه چرخش نور قطبیده بوسیله یک ماده ، کاربرد دارد. پلاریمتر دستگاهی است که برای اندازه گیری غلظت یا راست بری و چپ بری محلولها بکار می‌رود. جهت چرخش و میزان آن در تجزیه‌های کمی و کیفی و تعیین ساختمان شیمیایی مواد مفید است.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

www.daneshnameh.roshd.ir