المستقطِبات وصفائح الموجة
تختار المستقطِبات حالة استقطاب، وتُحوِّل صفائح الموجة الطور النسبي للمكونات، وهي الأدوات الأساسية للتحكم في الضوء المستقطَب.
Definition
عناصر بصرية تؤثر على الاستقطاب، حيث تنقل المستقطِبات مكونًا استقطابيًا مختارًا، وتُحدِث صفائح الموجة تأخرًا طوريًا ثابتًا بين المكونات المتعامدة لتغيير حالة الاستقطاب.
Scope
يغطي هذا الموضوع المكونات البصرية المستخدمة لإنتاج وتحويل وتحليل الضوء المستقطَب. ويشمل المستقطِبات ثنائية اللون والعاكسة ومقسّمات الحزمة المستقطِبة، وقانون مالوس للانتقال عبر مستقطِب، وعمل صفائح الموجة (المؤخرات) التي تُحدِث فرقًا طوريًا متحكمًا فيه بين المكونات المتعامدة، وصفائح نصف الموجة وربع الموجة واستخداماتها في تدوير الاستقطاب الخطي أو إنتاج الاستقطاب الدائري، ودمج هذه العناصر الموصوفة بحسابات جونز. ويتناول الوسائل العملية للتحكم في الاستقطاب التي تكمن وراء العديد من الأجهزة.
Core questions
- كيف يختار المستقطِب استقطابًا وكم من الضوء ينقله؟
- كيف تُغيّر صفيحة الموجة حالة استقطاب الضوء؟
- كيف تُستخدم صفائح نصف الموجة وربع الموجة عمليًا؟
- كيف تُحوّل مجموعات هذه العناصر استقطابًا إلى آخر؟
Key concepts
- مستقطِب
- قانون مالوس
- صفيحة موجة
- صفيحة نصف موجة
- صفيحة ربع موجة
- المحاور السريعة والبطيئة
- مقسم حزمة مستقطِب
- تأخر
Key theories
- قانون مالوس
- عندما يمر الضوء المستقطَب خطيًا عبر مستقطِب مثالي، فإن الشدة المنقولة تساوي الشدة الساقطة مضروبة في مربع جيب تمام الزاوية بين الاستقطاب ومحور انتقال المستقطِب.
- تأخر صفيحة الموجة
- تُحدِث الصفيحة ثنائية الانكسار فرقًا طوريًا بين المكونات على طول محوريها السريع والبطيء؛ تُدوّر صفيحة نصف الموجة الاستقطاب الخطي بينما تُحوّل صفيحة ربع الموجة بين الاستقطاب الخطي والدائري.
Clinical relevance
تُعد المستقطِبات وصفائح الموجة مكونات أساسية في مجاهر الضوء المستقطَب المستخدمة في علم الأمراض التشخيصي، وفي مقاييس الاستقطاب التي تقيس المواد التحليلية النشطة بصريًا مثل الجلوكوز، وفي أجهزة الكريستال السائل التي تتحكم في الضوء في الشاشات والأجهزة العينية.
History
وضع مالوس قانونه للشدة في عام 1809، وابتكر نيكول منشور الاستقطاب الكالسيتي الذي يحمل اسمه في عام 1828. أصبحت المستقطِبات الورقية العملية متاحة على نطاق واسع بعد أن اخترع إدوين لاند الفيلم المستقطِب ثنائي اللون في ثلاثينيات القرن الماضي، مؤسسًا شركة بولارويد.
Key figures
- Étienne-Louis Malus
- William Nicol
- Edwin Land
Related topics
Seminal works
- hecht2017
- salehteich2019
Frequently asked questions
- كم من الضوء يمر عبر مستقطِبين متقاطعين؟
- لا شيء مثاليًا؛ عندما تكون محاور الانتقال متعامدة، يعطي قانون مالوس انتقالًا صفريًا لأن جيب تمام الزاوية تسعين درجة هو صفر، وهذا هو السبب في أن المستقطِبات المتقاطعة تبدو مظلمة.
- كيف تُنتج صفيحة ربع الموجة ضوءًا مستقطَبًا دائريًا؟
- إذا دخل الضوء المستقطَب خطيًا بزاوية خمسة وأربعين درجة على محاور الصفيحة، فإن الصفيحة تؤخر أحد المكونات بمقدار ربع طول موجي بالنسبة للآخر، ويتحد المكونان المتساويان في السعة لتكوين استقطاب دائري.