Düzlem Dalgalar ve Polarizasyon
En basit elektromanyetik dalgalar, elektrik alan yönelimlerinin polarizasyonlarını tanımladığı enine düzlem dalgalardır.
Tanım
Bir düzlem elektromanyetik dalga, alanların tek bir yayılım yönüne bağlı olduğu ve sinüzoidal olarak salındığı bir çözümdür; polarizasyon, elektrik alan vektörünün nasıl yöneldiğini ve bu yönelimin bir döngü boyunca nasıl evrildiğini belirtmektedir.
Kapsam
Bu konu, Maxwell denklemlerinin boşluktaki monokromatik düzlem dalga çözümlerini, elektrik ve manyetik alanların enine ilişkisini ve göreceli büyüklüklerini, dalga vektörünü ve dispersiyon ilişkisini, dalga tarafından taşınan enerji ve momentum akısını ve doğrusal, dairesel ve eliptik polarizasyon durumlarını, bunların tanımlanması ve manipülasyonu ile birlikte kapsamaktadır.
Temel sorular
- Monokromatik bir düzlem elektromanyetik dalganın yapısı nasıldır?
- Böyle bir dalgada elektrik ve manyetik alanlar nasıl ilişkilidir?
- Farklı polarizasyon durumları nasıl tanımlanır ve üretilir?
Anahtar kavramlar
- monokromatik dalga
- dalga vektörü
- enine alanlar
- doğrusal polarizasyon
- dairesel polarizasyon
- eliptik polarizasyon
- Poynting vector
- şiddet
Temel kuramlar
- Enine düzlem dalga çözümü
- Monokromatik bir düzlem dalga, elektrik ve manyetik alanları birbirine ve yayılım yönüne dik olacak şekilde sahiptir; bu alanların büyüklükleri dalga hızı ile ilişkilidir ve enerji akısı Poynting vektörü tarafından verilmektedir.
- Polarizasyon durumları
- Belirli göreceli faz ve genliğe sahip dik alan bileşenlerinin üst üste bindirilmesi, doğrusal, dairesel veya eliptik polarizasyon ile sonuçlanmaktadır; bu durum polarizörler ve dalga plakaları aracılığıyla analiz edilebilir ve dönüştürülebilir.
Klinik önem
Polarizasyon kontrolü, sıvı kristal ekranlar, polarize güneş gözlükleri, optik iletişim, optik aktiviteyi ölçmek için polarimetri ve gerilim analizi için temel teşkil etmekteyken, düzlem dalga modelleri anten ve radar analizlerinin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Malus 1808'de yansıma yoluyla polarizasyonu keşfetmiş, Fresnel ve Young ise 1810'lar-1820'lerde ışık dalgalarının enine doğasını ortaya koymuşlardır; bu durum daha sonra Maxwell'in teorisi tarafından elektromanyetik dalgaların enine karakteri olarak açıklanmıştır.
Öne çıkan isimler
- Augustin-Jean Fresnel
- Étienne-Louis Malus
- James Clerk Maxwell
İlgili konular
Temel eserler
- jackson1998
- born1999
Sıkça sorulan sorular
- Işığın polarize olması ne anlama gelmektedir?
- Polarizasyon, elektrik alanın salındığı yönü tanımlamaktadır; doğrusal polarize ışıkta tek bir eksen boyunca kalırken, dairesel veya eliptik polarizasyonda dalga ilerledikçe dönmektedir.
- Elektromanyetik dalgalar boşlukta neden eninedir?
- Boş uzaydaki Maxwell denklemleri, alanların yayılım yönüne dik olmasını gerektirmektedir, bu nedenle salınan alanın hareket yönü boyunca herhangi bir bileşeni bulunmamaktadır.