Uvod
Svjetlost
Difrakcija
Polarizacija
Literatura

4. POLARIZACIJA SVJETLOSTI

Vidjeli smo da se svjetlost može opisati uz pomoć talasnog modela, odnosno, možemo opisati kao da je talas. Svjetlost je, dalke, elektromagnetni talas. To znači da se svjetlosni talas sastoji od dvije komponente koje ne mogu postojati odvojeno, od električne i magnetne, to su zapravo dva talasa, s svaka od njih titra u svojoj ravnini koje su pod 90 stepeni u odnosu jedan na drugi. Pojave interferencije, difrakcije su mjerljivo svedočanstvo o talasnim svojstvima svjetlosti.
Međetim, one ne govore ništa o vrsti svjetlosnih talasa? Da li su oni longitudinalni ili transferzalni? Efekti polarizacije svjetlosti prikazali da se radi od tranferzalnim talasima.
Primjeri transferzalnog talasa su talasi na površini vode kao i elektromagnetski talas. Dakle, za polarizaciju svjetlosti koriste se transverzalni talasi. Isti zaključak slijedi iz Maksvelove teorije elektromagnetnih talasa u kojoj se pokazuje da su talasi električnog i magnetnog polja uzajamno normalni na pravac prostiranja svjetlosti. Svjetlosni talas nastaje kao rezultat elektromagnetnog zračenja velikog broja atoma.
"Svjetlosni implusi"koji čine svjetlosni talas emitirani su nezavisno jedan od drugog, pa on ima zastupljene ostilacije svjetlosnog talasa u svim pravcima okomitim na pravac prostiranja(slika 4.1.a). Takva svjetlost se naziva prirodna ili nepolarizirana svjetlost.

                 (slika 4.1.)

Polarizirana svjetlost je svjetlost kod kojeg su prisutne samo zrake svjetla čiji talasi titraju u istoj ravnini. Dakle, ako su oskulacije svjetlosnog talasa na bilo koji način uređene svjetlost je polarizirana. Kada su one izraženije u jednom nego u ostalim pravcima, svjetlost je djelimično polarizirana(slika 4.1.b). Svjetlost kod koje svjetlosni talas oscilira samo u jednom pravcu je linearno polarizirana.
Polarizirana svjetlost može nastati na četiri načina:

Neki mediji propuštaju samo svjetlost koja titra u jednoj ravnini, tako ih možemo koristiti kao polarizacijski filter - filter koji će ukloniti svu svjetlost što titra u ravninama koje se nama ne sviđaju.
Refleksija od svih nemetalnih površina polarizira svjetlost, tako upotrebom polarizacijskog filtera, na primjer, možemo ukloniti refleksije nastale na staklu, pa možemo fotografirati kroz staklo izloga. Kad ne bismo imali polarizacijski filter vidjeli bismo svoj odraz u izlogu.

...(slika 4.2)

Raspršenje svjetla nastaje u atmosferi, zato je nebo plavo, a to raspršenje polarizira svjetlost. Ako ste se ikad pitali kako to neki fotografi na fotografijama imaju intenzivno plavo nebo, dok se na vašim fotografijama to isto nebo stalno prikazuje bljedunjavo i isprano odgovor je jednostavan - koriste polarizacijski filter.
Polarizacija svjetla nebeskog svoda događa se prema jednostavnom pravilu, svjetlost se najjače polarizira pod uglom od 90 stepeni u odnosu na smjer u kojem se nalazi Sunce.
...(slika 4.3).

Tako će, na primjer, kompletan horizont biti polariziran kada je Sunce direktno iznad nas. Za vrijeme svitanja ili prilikom zalaska Sunca područje gdje je polarizacija najjača je direktno iznad naših glava i prostire se do horizonta na našoj lijevoj i desnoj strani, ako smo okrenuti u smjeru Sunca.

U svim ostalim slučajevima područje najjače polarizacije se mijenja kako se Sunce pomiče nebom, pa područje u kojem će naš polarizacijski filter dati najveći efekt leži negdje između horizonta i područja direktno iznad nas.

...(slika 4.4)



Želimo li maksimalno iskoristiti efekt polarizacijskog filtera možemo se pomoći malim trikom. Za vrijeme sunčanog dana usmjerite kažiprst u smjeru Sunca. Ispružite i palac te rotirajte zglob. Put koji opisuje smjer vašeg palca usmjeren je prema području maksimalne polarizacije, tamo će polarizacijski filter najviše zatamniti nebo.

...(slika 4.5.)

4.1. Polarizacija odbijanjem

Ako nepolarizirana svjetlost pada na granicu dvije optičke sredine (vazduh, staklo) dolazi do njenog odbijanja i prelamanja(slika 4.1.1.a). Ako se uz pomoć analizatora, ispita odbijena i prelomljena svjetlost ustanovit će se da su one djelimoćno polarizirane.

          
                           a)                                            b)
                                          ( slika 4.1.1.)

Okretanje analizatora oko pravca prostiranja pokazuje da njihov intenzitet periodično slabi i jača, ali da nije jednak nuli. U prelomljenom zraku preovladaju oscilacije svjetlosnog vektora u ravni upada(slika 4.1.1.a.su pretstavljene strelicama), a odbijenom dominiraju oscilacije normalne na nju(prestavljene su tačkama).
Ako je ugao između pravca prostiranja prelomljene i odbijene svjetlosti 90 stepeni, onda je odbijena svjetlost linearno polarizirana.
Njen svjetlosni talas oscilira normalno na upadnu ravan, a kod prelomljene svjetlosti preovladavaju oscijacije svjetlosnog talasa u upadnoj ravni (slika 4.1.1.b.). Upadni ugao pri kojem je reflektirana svjetlost linearno polarizirana naziva se Brusterov ugao.

4.2. Polarizatori

Priroda svjetlosti može se polarizirati pomoču polarizatora. To su kristalne supstanice koje propuštaju oscilaciju u nekoj određenoj ravni. Ona se naziva ravan polarizacije. Sve ostale oscilacije bivaju amortizirane kristalnom rešetkom.
Ovo je jedan od načina ispoljavanja optičke anizotropije kristala. Najpoznatiji polarizator među prirodnim kristalima je turmalin.
Ako je pomoću turmalinske pločice moguće analizirati polariziranost svjetlosti, tada se ta pločica naziva analizator.

Stranica je namjenjena za Internet Explorer!