Polarisasi Cahaya
Polarisasi menjelaskan orientasi medan listrik cahaya yang berosilasi, sebuah konsekuensi dari sifat gelombang transversal dengan penggunaan praktis yang luas.
Definition
Sifat gelombang elektromagnetik transversal yang menentukan orientasi dan rotasi vektor medan listriknya, mulai dari keadaan linear melalui elips hingga sirkular.
Scope
Area ini membahas sifat vektor cahaya: arah di mana medan listriknya berosilasi. Ini mencakup keadaan polarisasi linear, sirkular, dan elips serta deskripsi matematisnya oleh formalisme Jones dan Stokes-Mueller; produksi dan analisis cahaya terpolarisasi oleh polarisator dan lempeng gelombang; interaksi cahaya terpolarisasi dengan media anisotropik (birefringen) dan aktif optik; dan perubahan polarisasi yang menyertai refleksi dan refraksi seperti yang dijelaskan oleh persamaan Fresnel. Ini menjelaskan fenomena optik yang bergantung pada orientasi medan dan mendasari berbagai perangkat dan pengukuran.
Sub-topics
Core questions
- Apa artinya cahaya terpolarisasi secara linear, sirkular, atau elips?
- Bagaimana cahaya terpolarisasi diproduksi, diubah, dan dianalisis?
- Bagaimana media anisotropik mengubah polarisasi cahaya?
- Bagaimana refleksi mengubah polarisasi cahaya?
Key concepts
- polarisasi linear
- polarisasi sirkular
- polarisasi elips
- vektor Jones
- parameter Stokes
- birefringen
- sudut Brewster
- aktivitas optik
Key theories
- Keadaan polarisasi dan kalkulus Jones
- Medan listrik transversal cahaya yang terpolarisasi penuh dijelaskan oleh vektor Jones dua komponen, dan elemen optik bertindak sebagai matriks Jones, menyediakan aljabar yang ringkas untuk memprediksi bagaimana polarisasi diubah.
- Deskripsi Stokes-Mueller tentang polarisasi parsial
- Cahaya terpolarisasi sebagian dan tidak terpolarisasi dijelaskan oleh empat parameter Stokes yang dapat diukur, dengan elemen optik yang direpresentasikan oleh matriks Mueller, memperluas analisis polarisasi ke situasi inkoheren dan depolarisasi.
- Persamaan Fresnel untuk refleksi
- Amplitudo gelombang yang dipantulkan dan ditransmisikan bergantung pada polarisasi dan sudut datang melalui persamaan Fresnel, memprediksi efek seperti sudut Brewster di mana cahaya yang dipantulkan terpolarisasi sepenuhnya.
Clinical relevance
Polarisasi dimanfaatkan dalam mikroskop cahaya terpolarisasi untuk mengidentifikasi kristal birefringen seperti urat pada gout, dalam polarimetri untuk mengukur glukosa dan zat terlarut aktif optik lainnya, serta dalam tampilan kristal cair dan tomografi koherensi optik sensitif polarisasi pada jaringan.
History
Malus menemukan polarisasi cahaya melalui refleksi pada tahun 1808, dan Brewster mengidentifikasi sudut di mana cahaya yang dipantulkan terpolarisasi sepenuhnya. Teori gelombang transversal Fresnel pada tahun 1820-an menjelaskan polarisasi dan birefringen, sementara Stokes memperkenalkan parameternya pada tahun 1852 untuk menjelaskan cahaya yang terpolarisasi sebagian.
Key figures
- Étienne-Louis Malus
- Augustin-Jean Fresnel
- David Brewster
- George Gabriel Stokes
Related topics
Seminal works
- hecht2017
- bornwolf1999
Frequently asked questions
- Mengapa kacamata hitam polarisasi dapat mengurangi silau?
- Cahaya yang dipantulkan dari permukaan horizontal seperti air atau jalan sebagian terpolarisasi secara horizontal; kacamata hitam dengan sumbu transmisi vertikal menghalangi sebagian besar silau terpolarisasi tersebut sambil meneruskan cahaya lainnya.
- Apakah cahaya biasa dari matahari atau lampu terpolarisasi?
- Tidak; sumber termal memancarkan cahaya dengan arah medan yang bervariasi dengan cepat dan berorientasi acak, sehingga cahaya tidak terpolarisasi sampai disaring, dipantulkan, atau dihamburkan dengan cara yang memilih orientasi tertentu.