امواج تخت و قطبش
سادهترین امواج الکترومغناطیسی، امواج تخت عرضی هستند که جهتگیری میدان الکتریکی آنها، قطبششان را تعریف میکند.
Definition
یک موج الکترومغناطیسی تخت، راهحلی است که در آن میدانها به یک جهت انتشار واحد وابسته بوده و به صورت سینوسی نوسان میکنند؛ قطبش مشخص میکند که بردار میدان الکتریکی چگونه جهتگیری کرده و این جهتگیری چگونه در طول یک چرخه تغییر میکند.
Scope
این موضوع شامل راهحلهای موج تخت تکرنگ معادلات ماکسول در خلأ، رابطه عرضی و بزرگی نسبی میدانهای الکتریکی و مغناطیسی، بردار موج و رابطه پاشندگی، شار انرژی و تکانه حمل شده توسط موج، و حالتهای قطبش — خطی، دایرهای و بیضوی — همراه با توصیف و دستکاری آنها میشود.
Core questions
- ساختار یک موج الکترومغناطیسی تخت تکرنگ چگونه است؟
- میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در چنین موجی چگونه به هم مرتبط هستند؟
- حالتهای مختلف قطبش چگونه تعریف و تولید میشوند؟
Key concepts
- موج تکرنگ
- بردار موج
- میدانهای عرضی
- قطبش خطی
- قطبش دایرهای
- قطبش بیضوی
- بردار پوینتینگ
- شدت
Key theories
- راهحل موج تخت عرضی
- یک موج تخت تکرنگ دارای میدانهای الکتریکی و مغناطیسی است که بر یکدیگر و بر جهت انتشار عمود هستند، با بزرگیهایی که توسط سرعت موج و شار انرژی داده شده توسط بردار پوینتینگ به هم مرتبط میشوند.
- حالتهای قطبش
- برهمنهی مؤلفههای میدان عمود بر هم با فاز و دامنه نسبی مشخص، قطبش خطی، دایرهای یا بیضوی را ایجاد میکند که میتوانند توسط پولاریزرها و صفحات موج تحلیل و تبدیل شوند.
Clinical relevance
کنترل قطبش برای نمایشگرهای کریستال مایع، عینکهای آفتابی پولاریزه، ارتباطات نوری، پولاریمتری برای اندازهگیری فعالیت نوری، و تحلیل تنش ضروری است، در حالی که مدلهای موج تخت زیربنای تحلیل آنتن و رادار هستند.
History
مالوس در سال ۱۸۰۸ قطبش را از طریق بازتاب کشف کرد، و فرسنل و یانگ در دهههای ۱۸۱۰-۱۸۲۰ ماهیت عرضی امواج نوری را اثبات کردند، که نظریه ماکسول بعدها آن را به عنوان ماهیت عرضی امواج الکترومغناطیسی توضیح داد.
Key figures
- Augustin-Jean Fresnel
- Étienne-Louis Malus
- James Clerk Maxwell
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- born1999
Frequently asked questions
- قطبیده بودن نور به چه معناست؟
- قطبش جهت نوسان میدان الکتریکی را توصیف میکند؛ در نور قطبیده خطی، میدان در امتداد یک محور باقی میماند، در حالی که در قطبش دایرهای یا بیضوی، با پیشروی موج میچرخد.
- چرا امواج الکترومغناطیسی در خلأ عرضی هستند؟
- معادلات ماکسول در فضای آزاد ایجاب میکنند که میدانها بر جهت انتشار عمود باشند، بنابراین هیچ مؤلفهای از میدان نوسانی در امتداد جهت حرکت وجود ندارد.