Расскажите про поляризацию и про всякие там поляризационные фильтры, с детства не могу понять как это всё работает. Википедия не помогает.

интересная наука

GD Star Rating
loading...

99 Responses to Расскажите про поляризацию и про всякие там поляризационные фильтры, с детства не могу понять как это всё работает.

  1. Odaekb:

    ну лучше начать с плоских поляризаций имхо..

  2. Snuich:

    нужно два забора и верёвка

  3. RARko:

    херня это всё (по крайней мере если в уме представлять)

  4. RARko:

    ну вот почти всё, что я знаю о поляризации, это то, что при до линейной поляризации в каждый момент времени напряжённость поля направлена в произвольную сторону, а после поляризации вектор проецируется на заданную плоскость и становится в другом направлении и меньше амплитудой (если сразу не был такой)
    А ещё есть всякие «вращает плоскость поляризации», четвертьволновые пластинки и поляризация при отражении с углом имени кого-то там

  5. Odaekb:

    знаешь, я не против рассказать — но я не понимаю как рассказывать и откуда начать. Переписывать учебник как-то глупо, думаю ты его и сам можешь прочитать.
    Если ты не против, давай в режиме диалога?
    Вот возьмем плоско-поляризованную волну, вектор Е по оси Х, вектор В по оси У, распротранение по Z.
    Картинку сам найди, если хочешь (мне лень, да). Это плоско-поляризованная волна. какие-то вопросы по ней конкретно есть?
    До четверть-волновой пластинки дойдем через 3-4 итерации диалога, именно по плоско-поляризованной волне пока вопрос.

  6. Snuich:

    да. но автор поста хочет разобраться, как я понял, в основе принципов поляризации.

  7. RARko:

    автор поста и говорит, что представляние в уме всех этих волн в верёвках не работает

  8. RARko:

    ну вроде нет

  9. Odaekb:

    отлично. А теперь рядом вторую такую же картинку, но развернутую на 90 градусов
    Вот возьмем плоско–поляризованную волну, вектор Е по оси У, вектор В по оси Х, распротранение по Z.
    и начнем их складывать. Угу?

  10. RARko:

    хер знает, от сдвига фазы зависит по идее

  11. Odaekb:

    О, точно! Вот давай расскажи что будет при сдвиге фаз на 0 и 90 градусов. Если что — помогу.

  12. RARko:

    если 0, получается плоская волна с амплитудой в корень из двух больше, а плоскость будет между двумя оригинальными, по 45 градусов от каждой. Если 90, то вращаться что ли будет?

  13. Odaekb:

    ага. поздравляю, вы увидели круговую поляризацию.
    а если -90?

  14. RARko:

    то же самое но в обратную сторону?

  15. Yedder:

    могу при помощи стула и тряпки для вытирания доски нарисовать спираль

  16. Odaekb:

    о, точно )
    получили из 2 плоских волн две круговые поляризации, просто поиграв задержками. Правда здорово?
    Возвращаясь к вопросу — четверть-волновая пластинка — это среда, которая имеет разные показатели преломления в двух плоскостях для плоско-поляризованных волн. ПО простому, пускаем две волны ( вектор Е по оси Х, вектор В по оси У, распротранение по Z и вектор Е по оси У, вектор В по оси Х, распротранение по Z) в фазе, а на выходе получаем сдвиг 90 градусов.
    что будет если сложить две волны в фазе и две волны со сдвигом на 90 градусов вы уже мне рассказывали…

  17. RARko:

    Хорошо, а с поляризацией солнечного света в природе что?

  18. Odaekb:

    От солнышка летит неполяризованный
    В атмосфере поляризуется слегка, скорее всего из-за градиента давления в атмосфере. Свет отраженный под углом, отличным от нормали, тоже поляризуется..

  19. Tfoone:

    Давай я тебе лучше про поляризацию отдельных фотонов расскажу.
    Фотон — это бозон. Спин его (квантовый момент вращения) равен +1 или -1.
    http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B

    Эти два состояния соответствуют левой и правой круговым поляризациям.
    Линейная поляризация получается сложением правой круговой и левой круговой.
    Направление линейной поляризации зависит от разности фаз двух круговых.

    То есть базисной является не линейная поляризация, а всё же круговая.

  20. Odaekb:

    Кванты на 3 столкал в свое время?

  21. Ef7one:

    Я вам задачку в пост притащил. Есть два поляризатора, один сориентирован под 0, другой под 90 градусов. Друг за другом. Скрещенные, стало быть свет не пропускают. Суём между ними третий под 45 градусов. Что произойдёт?

  22. Odaekb:

    Если взять кока-колу, (0 градусов), спирт «Рояль» (90 градусов), и впихнуть между ними коньячек Арарат… То утром будет головка бо-бо, а денюжки — тю-тю!

  23. Aobekb:

    Если средний крутить, то получится LCD панель.

  24. Tfoone:

    нет, на отлично.

  25. Tfoone:

    первый пропустит половину по интенсивности (одна поляризация из двух). Второй — проекцию 0гр на 45гр, то есть sqrt(2) по амплитуде (и половину по интенсивности). Третий ещё раз повторит подвиг второго. В итоге получим линейно поляризованный свет интенсивностью в 8 раз меньше исходного (если исходный был не поляризован).

  26. RogRU:

    и по какому поляризатору будет поляризован свет на выходе? ))

  27. RARko:

    слегка это как?

  28. Odaekb:

    Ужас, да

  29. Odaekb:

    : Цифр не скажу, просто давным-давно баловались поляризатором, все подряд рассматривали.
    А «слегка» — это значит отношения поляризация1/полный поток и поляризация2/полный поток не 0.5 и 0.5, как при случайном свете, и не 1 и 0, как при полной поляризации — а где-то между.

  30. Tfoone:

    По крайнему же.

  31. RogRU:

    йеп. это на самом деле очень крутой пример из квантовой механики Фейнмана, много говорящий о квантовой механике как таковой. я вот собой горд, потому что задался этим вопросом и выяснил ответ крутя два поляризатора перед линейно поляризованным лазером, сильно до того как прочёл эту хрень у Фейнмана. Сильно потом ругался на всякие учебники учащие, что поляризация — это плоскость колебаний электрического поля, например. Зато проникся квантовой механикой.

  32. RARko:

    а какой ещё мог быть ответ? Какая разница что перед входом делали со светом

  33. RogRU:

    ну если бы поляризация была просто плоскостью колебаний электрического поля, то что бы ты не ставил между двумя скрещенными поляризаторами — никакой свет бы не проходил

  34. Tfoone:

    если перед входом свет поляризован — то ответ будет другим.

  35. Tfoone:

    Между тем, в рамках волновой теории света поляризация — это просто плоскость колебаний электрического поля. Поляризатор пропускает только проекцию вектора напряжённости на одно направление. И ответ в задаче получается точно такой же.

    Более того, если туда поставить кристалл, поворачивающий плоскость поляризации на 90гр — то свет пройдёт полностью, а не частично. Примерно так и работают жк-индикаторы.

  36. Odaekb:

    еще один не учил кванты.

  37. NamRU:

    Может быть тогда расскажешь, почему у частиц с целым спином может быть нулевая проекция, а у фотонов — только плюс один и минус один? А раз так, то, выходит, фотоны это не совсем уж бозоны? Или как?

  38. M2yod:

    Ну, бозоны они такие. У глюонов, например, три аромата, а у бозонов слабого взаимодействия есть заряд.

    А у бозонов гравитационного поля вообще во-первых спин плюс 2, а во-вторых их самих, этих бозонов, никто и никогда не видел.

    Короче бозоны — дело темное. Спин фотона это самая малая заморочка.

  39. NamRU:

    Вот, небось, как в девятнадцатом веке удивлялись, пропуская свет через три поляризатора, да?

    «И всё бы хорошо с этой нашей классической электродинамикой» — говорит Максвелл Фарадею за кружкой эля, — «если бы только не проклятая Проблема Трёх Поляризаторов.»

    «Проклятье, Джимми!» — отвечает ему Фарадей, — «Даже не упоминайте Проблему Трёх Поляризаторов. У меня от неё и так мозги набекрень.»

    Это я к тому, что прежде, чем за квантовую механику браться, неплохо бы электродинамику освоить ладом.

  40. RogRU:

    я толком ваще ничего не учил ))

  41. RogRU:

    и да, по квантам у меня честный трояк!

  42. Odaekb:

    только плюс один и минус один?
    А плюс два не может?

  43. RARko:

    поляризатор, как устройство, конвертирующее поперечные колебания Э поля в их проекцию на заданную плоскость, классической электродинамикой не описывается?

  44. RARko:

    я про то, что если на последний поляризатор подана некая волна, неважно как именно эта волна была получена: двумя другими поляризаторами в определённой конфигурации (включающей поляризатор, перпендикулярный данному) или как-то ещё

  45. RogRU:

    а вот хрен его знает. вроде говорит, что за кружкой эля — описывается. А я вот не припомню вывода закона Малюса из уравнений Максвелла. И если б кто-нибудь ткнул пальчиком в нужную книжку — было бы ему спасибо.

  46. RARko:

    зато открыт в доисторические времена

  47. RogRU:

    ну это не аргумент )

  48. RogRU:

    Да, народ, из тех кто учил электродинамику и кванты. Вот где почитать, как из уравнений Максвелла получить, что пройдя через повёрнутый на угол фи поляризатор — линейно поляризованный свет не только ослабляется на соответствующий косинус, но и поворачивает плоскость поляризации по поляризатору через который он прошел?

  49. Odaekb:

    А что именно тебе выводить из максвелла? Маквелл, слава богу, линеен — так что, казалось бы, записал падающий свет как линейную комбинацию — и все.. Или тебе сам поляроид описывать через Максвелла? Так там граничные условия в основном надо понимать…

  50. RogRU:

    у меня вот тут вопрос. Если туда воткнуть штуку поворачивающую плоскость поляризации, ячейку Поккельса например, то всё складно получается. Но с чего вдруг линейный поляризатор — поворачивает плоскость проходящего через него света?

  51. RogRU:

    вот тупо не понимаю ни с кружкой эля ни без, как по Максвеллу описать прохождение света через три поляризатора, крайние из которых стоят под прямым углом друг к другу, а средний повёрнут на произвольный угол фи

  52. Odaekb:

    Блин… У тебя есть Черный Ящик, который пропускает свет с Е||х, и не пускает свет с Е||у.
    произвольную падающую волну представляешь как линейную комбинацию Е=а*Ех+б*Еу
    а2+б2=1, как легко понять.

  53. Odaekb:

    а22=1, т.е.

  54. NamRU:

    Опытным путем установлено, что нет.

  55. RogRU:

    ну зашибись. Сначала был неполяризованный свет. Через первый поляризатор пролезла только компонента Е||х. Дальше стоит второй поляризатор. Он откусил от этой компоненты причитающийся ему косинус. Но поляризация осталась вроде как Е||х. А дальше фигак — третий поляризатор стоит по игреку и косинус — нуль.

  56. Odaekb:

    . Но поляризация осталась вроде как Е||х. А нифига. второй поляризатор пропустил то, что параллельно его оси пропускания.
    если хочешь, там другой базис, х’=sqrt(2)(x+y), y’=sqrt(2)(y-x) для 45 градусов поворота — и пропускает теперь Е||х’

  57. RogRU:

    вот есть тут какое-то жульничество ))

  58. Odaekb:

    Да никакого. Налей пивка, возьми бумажку и порисуй вектора.
    Можешь для полного кайфа еще незабвенную в гости позвать, да!

  59. RogRU:

    идиллия! ))

  60. Odaekb:

    а будешь вредничать — возьму слая и напрошусь в гости!

  61. NamRU:

    Впусти в свою душу дзен принципа Гюйгенса: ты можешь остановить время, уничтожить все поля сзади летящего света, и запустить время вновь — и это не повлияет на полёт света.

    Свет никогда не оглядывается. Он рождается вновь каждую секунду.

    Свету, вылетающему с другой стороны поляризатора, нет дела до того, каким он был в момент подлёта к поляризатору. Ему есть дело только до полей на самом поляризаторе и движения электронов в материале поляризатора — как сильно и в каком направлении эти электроны колеблются, как их движение видоизменяет поля.

  62. Odaekb:

    академик Ландавшиц с тобой не согласен

  63. M2yod:

    Далековат ты от Торонто.

  64. Odaekb:

    Я-то? Да не скажи… В Буффало пару раз в год точно бываю, а там до вас уже недалече…

  65. Ef7one:

    Думаю, что имел в виду не это. С классической электродинамикой всё может показаться очевидным, логичным и позитивным. Но вспоминая бородатую гипотезу Планка и рассматривая прохождение отдельных квантов излучения через поляризатор, приходим к задачке, на которой путаются многие. Что происходит с фотоном после прохождения поляризатора и почему так? Вектор поляризации классической плоскополяризованной волны мы всегда можем разложить на две ортогональные компоненты, принцип суперпозиции же. Одна пропускается поляризатором, вторая нет. На выходе и правда повёрнутая плоскость поляризации выходит. А как быть с фотонами? Спишем на эффект наблюдателя?

  66. NamRU:

    Слушай, давай перейдём в радиодиапазон, а поляризатором нам послужит просто густая решётка из параллельных натянутых проволочек. Допустим, проволочки параллельны оси Y.

    Под каким бы углом ни была поляризована падающая на эту решетку волна, переменный ток в решётке может только в одном направлении быть — вдоль проволочек. По-другому он вообще там течь не сможет. Волна, испускаемая этим наведённым током, может быть только с поляризацией вдоль тока — вдоль оси Y. Она сложится с исходной волной, которая была в какой-то другой плоскости и получится что вся Y-компонента исходной волны как бы отразилась назад. Почему решетка отразила компоненту целиком? Потому что проводник старается отразить всё, что только можно*, а проволочкам разрешено только вдоль оси Y действовать. Нетронутой останется только X-компонента исходной волны.

    Ты смотришь на выход — опаньки! — от волны осталась только X-компонента! «Видать, это на неё подействовал квантово-механический оператор с базисом вдоль оси X!», — заключаешь ты с благоговейным трепетом.

    _____________________
    * Это читателю предоставляется доказать самостоятельно.

  67. Odaekb:

    Ну вообще-то прохождение через поляризатор — взаимодействие с чем-то.
    Пишем операторы взаимодействия…

  68. NamRU:

    Правда? Где это у него такое?
    А я-то по простоте душевной верил этому хитрому индусу Раману.

  69. Ef7one:

    Ага, действуем на начальное состояние, множим слева на брэкет конечного состояния — вот у нас и вероятность пройти фотону. Но предварительно надо знать конечное состояние, повёрнута будет плоскость поляризации или же нет. Как быть? Не получится так, что оператор взаимодействия будет подогнан под гипотезу «повернуло-не повернуло-повернуло не совсем»? Да и как записать это взаимодействие, фотон-поляризатор? Может, лучше представить фотон через суперпозицию состояний, только уже квантовую? Часть времени фотон как бы поляризован так, а часть эдак. И тогда здравствуй, коллапс волновой функции, который можно повертеть в руках и всяко рассмотреть. Или это я далеко зашёл?

  70. Odaekb:

    По-моему 4 том.. Там все хитро, на самом деле, нужны высокие порядки ТВ.

  71. Odaekb:

    Зачем тебе коллапс, тебе нужны матричные элементы перехода из базиса в базис.

  72. Ef7one:

    Схемы гамма-переходов ядер если подсмотреть, можно найти много примеров, когда спины основного и возбуждённого состояний ядер различаются более чем на единичку, что обязывает гамма-квант иметь целый спин по закону сохранения момента количества движения, но он может (и должен в некоторых случаях) быть равен двойке, тройке и т.д. В атомной физике тоже можно примеры найти наверняка.

  73. NamRU:

    Ну это же подлые, нечестные вопросы. Из того же разряда, что и вопрос Бильбо к Голлуму: «Что у меня в кармашке?».

    Верный способ обидеть другого физика — спросить, каким образом одиночный фотон отражается от дифракционной решетки.

  74. Odaekb:

    кстати а примеров дай?
    И — казалось бы при чем тут тантал-180?

  75. NamRU:

    А разве это не многофотонные процессы?

  76. Odaekb:

    Ну это как раз фигня. Вот что такое куперовская пара — это да, это вопрос на скорость увернуться от пяткой в ухо,,,

  77. Odaekb:

    мультиполи. квадра, окта..

  78. RogRU:

    отличный пример, мне всё в нём интуитивно уютненько. Напряжение у меня возникает чуть дальше, когда эта самая Х-компонента налетает на следующий поляризатор. Ловкачи классики говорят, ага, у нас есть принцип суперпозиции, поэтому давайте разваляем этот Х летящий на нас, на X’ и Y’, по осям следующего поляризатора. Как-то это подозрительно напоминает процедуру смены базиса в квантовой механике ))

  79. RogRU:

    вы там совсем озверели в своей Америке, такие аргументы в дискуссиях использовать!!

  80. Tfoone:

    нулевой спин бывает у «скалярных» частиц. У фотонов твкое не обнаруживалось. Помимо деления частиц на бозоны и фермионы есть куча других признаков.

    И вообще, вопрос «почему» по отношению к квантовомеханическим объектам противоречит принятой интерпретации квантовой механики. )

  81. Tfoone:

    ответ на этот вопрос уже есть в том комментарии, на который ты отвечаешь.

    Линейный поляризатор не поворачивает плоскость поляризации, а оставляет только проекцию напряжённости.

    При скрещенных поляризаторах эта проекция нулевая. При угле 45гр ненулевая.

  82. Tfoone:

    действительно, на квантовом уровне работа поляризаторов объясняется тем, что фотоны с разной проекцией спина по-разному взаимодействуют с веществом. В случае линейной поляризации это взаимодействие приводит к образованию пар с противоположными спинами и заданным сдвигом фаз.

  83. Ekalo:

    с помощью матриц Мюллера, например.

  84. Tfoone:

    парализация света [x]

  85. Tfoone:

    получение проекции вектора напряжённости!= поворот вектора напряжённости.

    Понятие «поворот плоскости поляризации» означает, что на выходе мы имеем ВЕСЬ вошедший свет и плоскость поляризации его повёрнута.

    В случае с двумя поляризаторами на выходе мы имеем «косинус» — ту составляющую, которая имеет нужную поляризацию, всё остальное не проходит. Выделение составляющей (проекции) — это не поворот плоскости поляризации.

  86. RARko:

    надо повернуть пространство вокруг себя!

  87. RARko:

    Так чо там, как повернуть плоскость поляризации?

  88. RARko:

    и почему пишут «вращает влево», но не пишут на сколько градусов?

  89. Ekalo:

    эффектов тысяча, от Рамана до Керра

  90. Odaekb:

    ты еще про гравитационные маневры в космонавтике скажи, что они подозрительно напоминают смену базиса в КМ

  91. RogRU:

    мне вообще всё подозрительно напоминает квантовую механику!

  92. Ranein:

    у вас похожие ники, я сначала подумал что кальвадо сам с собой беседу ведет

  93. Retank:

    незабвенная будет у него в гостях 14 или 15 мая, а то и оба дня сразу.

    : ты же будешь в физтехе в эти дни?

  94. Odaekb:

    Увы мне, увы…

  95. Odaekb:

    по ходу я тоже клаймана с килгором перепутал.

  96. Tfoone:

    а Кирхгофа с Клазиусом ты не перепутал? )))

  97. Odaekb:

    Все равно не верю! ©Склифосовский

Добавить комментарий