प्रकाश का ध्रुवीकरण
ध्रुवीकरण प्रकाश के दोलनशील विद्युत क्षेत्र के अभिविन्यास का वर्णन करता है, जो इसकी अनुप्रस्थ तरंग प्रकृति का परिणाम है और इसका व्यापक व्यावहारिक उपयोग है।
Definition
एक अनुप्रस्थ विद्युत चुम्बकीय तरंग का गुण जो इसके विद्युत-क्षेत्र सदिश के अभिविन्यास और घूर्णन को निर्दिष्ट करता है, जो रैखिक से दीर्घवृत्ताकार से वृत्ताकार अवस्थाओं तक होता है।
Scope
यह क्षेत्र प्रकाश की सदिश प्रकृति का अध्ययन करता है: वह दिशा जिसमें इसका विद्युत क्षेत्र दोलन करता है। इसमें ध्रुवीकरण की रैखिक, वृत्ताकार और दीर्घवृत्ताकार अवस्थाएँ और जोन्स और स्टोक्स-मुलर औपचारिकताओं द्वारा उनका गणितीय विवरण शामिल है; ध्रुवीकरण और तरंग प्लेटों द्वारा ध्रुवीकृत प्रकाश का उत्पादन और विश्लेषण; विषमदैशिक (द्विअपवर्तक) और प्रकाशीय रूप से सक्रिय माध्यमों के साथ ध्रुवीकृत प्रकाश की अंतःक्रिया; और फ्रेस्नेल समीकरणों द्वारा वर्णित परावर्तन और अपवर्तन के साथ होने वाले ध्रुवीकरण परिवर्तन। यह क्षेत्र अभिविन्यास पर निर्भर प्रकाशीय घटनाओं की व्याख्या करता है और उपकरणों और मापों की एक विस्तृत श्रृंखला का आधार है।
Sub-topics
Core questions
- प्रकाश के रैखिक, वृत्ताकार या दीर्घवृत्ताकार रूप से ध्रुवीकृत होने का क्या अर्थ है?
- ध्रुवीकृत प्रकाश का उत्पादन, रूपांतरण और विश्लेषण कैसे किया जाता है?
- विषमदैशिक माध्यम प्रकाश के ध्रुवीकरण को कैसे बदलते हैं?
- परावर्तन प्रकाश के ध्रुवीकरण को कैसे बदलता है?
Key concepts
- रैखिक ध्रुवीकरण
- वृत्ताकार ध्रुवीकरण
- दीर्घवृत्ताकार ध्रुवीकरण
- जोन्स सदिश
- स्टोक्स पैरामीटर
- द्विअपवर्तन
- ब्रूस्टर का कोण
- प्रकाशीय गतिविधि
Key theories
- ध्रुवीकरण अवस्थाएँ और जोन्स कैलकुलस
- पूरी तरह से ध्रुवीकृत प्रकाश के अनुप्रस्थ विद्युत क्षेत्र को दो-घटक जोन्स सदिश द्वारा वर्णित किया जाता है, और प्रकाशीय तत्व जोन्स मैट्रिक्स के रूप में कार्य करते हैं, जो यह अनुमान लगाने के लिए एक संक्षिप्त बीजगणित प्रदान करते हैं कि ध्रुवीकरण कैसे रूपांतरित होता है।
- आंशिक ध्रुवीकरण का स्टोक्स-मुलर विवरण
- आंशिक रूप से ध्रुवीकृत और अध्रुवीकृत प्रकाश को चार मापने योग्य स्टोक्स मापदंडों द्वारा वर्णित किया जाता है, जिसमें प्रकाशीय तत्वों को मुलर मैट्रिक्स द्वारा दर्शाया जाता है, जो असंगत और विध्रुवीकरण स्थितियों तक ध्रुवीकरण विश्लेषण का विस्तार करता है।
- परावर्तन के लिए फ्रेस्नेल समीकरण
- परावर्तित और संचरित तरंगों के आयाम ध्रुवीकरण और आपतन कोण पर फ्रेस्नेल समीकरणों के माध्यम से निर्भर करते हैं, जो ब्रूस्टर के कोण जैसे प्रभावों की भविष्यवाणी करते हैं जिस पर परावर्तित प्रकाश पूरी तरह से ध्रुवीकृत होता है।
Clinical relevance
ध्रुवीकरण का उपयोग ध्रुवीकृत-प्रकाश माइक्रोस्कोपी में गाउट में यूरेट जैसे द्विअपवर्तक क्रिस्टल की पहचान करने के लिए, ग्लूकोज और अन्य प्रकाशीय रूप से सक्रिय विलेय को मापने के लिए पोलारिमेट्री में, और लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले और ऊतक की ध्रुवीकरण-संवेदनशील ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी में किया जाता है।
History
मालस ने 1808 में परावर्तन द्वारा प्रकाश के ध्रुवीकरण की खोज की, और ब्रूस्टर ने उस कोण की पहचान की जिस पर परावर्तित प्रकाश पूरी तरह से ध्रुवीकृत होता है। 1820 के दशक में फ्रेस्नेल के अनुप्रस्थ-तरंग सिद्धांत ने ध्रुवीकरण और द्विअपवर्तन की व्याख्या की, जबकि स्टोक्स ने आंशिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश का वर्णन करने के लिए 1852 में अपने मापदंडों को प्रस्तुत किया।
Key figures
- Étienne-Louis Malus
- Augustin-Jean Fresnel
- David Brewster
- George Gabriel Stokes
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Frequently asked questions
- ध्रुवीकरण वाले धूप के चश्मे चमक को क्यों कम कर सकते हैं?
- पानी या सड़कों जैसी क्षैतिज सतहों से परावर्तित प्रकाश आंशिक रूप से क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत होता है; ऊर्ध्वाधर संचरण अक्ष वाले धूप के चश्मे उस ध्रुवीकृत चमक के अधिकांश हिस्से को रोकते हैं जबकि अन्य प्रकाश को गुजरने देते हैं।
- क्या सूर्य या दीपक से निकलने वाला सामान्य प्रकाश ध्रुवीकृत होता है?
- नहीं; तापीय स्रोत तेजी से बदलते, यादृच्छिक रूप से उन्मुख क्षेत्र दिशाओं के साथ प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, इसलिए प्रकाश अध्रुवीकृत होता है जब तक कि इसे किसी विशेष अभिविन्यास का चयन करने वाले तरीके से फ़िल्टर, परावर्तित या बिखेरा न जाए।