Узнать цену работы
Статьи по теме

Вращение плоскости поляризации

Вращение плоскости поляризации для волны поперечного типа

Вращение плоскости поляризации веществами с оптической активностью

Природное вращение плоскости поляризации

Под вращением плоскости поляризации подразумевают явление, которое демонстрирует способность тех или иных веществ к вращению плоскости поляризации в условиях отсутствия воздействия извне. Такие вещества как кварц или скипидар называют оптически активными.

Вращение плоскости поляризации для волны поперечного типа

Данное явление подразумевает под собой поворотное действие относительно поляризационного вектора линейно-поляризованной волны поперечного типа вокруг ее вектора волны. Поперечная волна способна проходить через среду анизотропного типа. При этом волны бывают:

  • акустическими;
  • гравитационными;
  • электромагнитными и так далее.

Линейно-поляризованная волна поперечного типа может быть описана в качестве суперпозиции пары циркулярно-поляризованных волн, которые характеризуются амплитудой и одинаковым волновым вектором. В пределах среды с независимыми от направления физическими свойствами проекции вектора поля таких волн на плоскость поляризации будут характеризоваться синфазными колебательными движениями, в то время как их сумма будет соответствовать вектору поля общей линейно-поляризованной волны.

Замечание

Если фазовая скорость волн циркулярно-поляризованного типа будет различаться в среде, это может стать причиной различий фаз между колебаниями проекций на плоскость. Такая разность продемонстрирует линейный рост в однородной среде при распространении волны.

В случае поворачиваемой по окружности волнового вектора плоскости поляризации колебания проецируемых на нее полевых векторов вновь окажутся синфазными, и тогда повернутая плоскость станет плоскостью поляризационного типа.

Плоскости поляризации поворачивается из-за набега разности фаз, которая возникает между циркулярно-поляризованными компонентами волны линейно-поляризованного типа при распространении в среде циркулярно-анизотропного типа. Подобная среда является оптически активной в случае колебаний электромагнитного типа. В случае упругих поперечных разновидностей волн среда является акустически активной.

Анизотропия среды циркулярного типа может находиться в зависимости от полей извне, наложенных на среду (электрические и магнитные поля) и от напряжений механического типа (фотоэластический эффект). Степень анизотропии может находиться в зависимости от длины волны.

Среды с оптической активностью с как активными, так и неактивными молекулами, способны осуществлять пропорциональное вращение плоскости поляризации относительно концентрации вещества с оптической активностью. На этом основывается поляриметрический измерительный метод степени концентрации схожих веществ в растворах.

При наличии колебаний акустического типа поворот плоскости поляризации может быть зафиксирован только для упругих волн поперечного типа, что обусловлено неопределенностью плоскости поляризации для волн продольного типа. Отсюда следует, что явление доступно исключительно для твердых тел и не относится к газам и жидкостям из-за отсутствия поперечного компонента.

Вращение плоскости поляризации веществами с оптической активностью

Согласно электромагнитной теории плоские волны световые поперечны. Электромагнитные волны, которые характеризуются упорядоченными тем или иным образом направлениями колебаний магнитного или электрического векторов, называют поляризованными.

Замечание

Состоящее из огромного числа атомов светящегося тела излучение является явлением суперпозиции излучений конкретных атомов. При этом атомное излучение характеризуется спонтанностью и независимостью от излучения других атомов. Это приводит к лишенному порядка изменению направления вектора света в рассматриваемой точке.

Определение

Волну света с беспорядочным изменением направления вектора именуют естественным светом в условиях равной вероятности каждого направления колебаний в перпендикулярной относительно луча плоскости.

Природное вращение плоскости поляризации

Данное явление применяется в таких оптических приборах:

  • модуляторы;
  • оптические приборы.

Конкретные вещества с оптической активностью способны к вращению поляризационной плоскости. Каждое подобное вещество в жидком состоянии способно сохранять свои свойства и в твердом состоянии. Параллельно с этим активность веществ в таком случае не всегда приводит к активности в жидком состоянии, как это бывает в случае расплавленного кварца, например. Следовательно, естественная оптическая активность обуславливается не только молекулярным строением вещества, но и тем, как частицы размещены в кристаллической решетке.

В природе бывают правовращающие и левовращающие оптически активные вещества. Тип определяется в зависимости от того, куда направлено вращение плоскости поляризационного типа. В случае правовращающих разновидностей, как пример, поляризационную плоскость (если смотреть навстречу лучу), вращается по часовой стрелке (вправо), а в случае левовращающих разновидностей, наоборот, против неё (влево).

Рассматриваемое явление было объяснено ученым О. Френелем в 1817 году. Согласно его теории, скорость распространения световых частиц в веществах с оптической активностью варьируется для поляризованных по кругу лучей. Также теория послужила основой для точного способа определения концентрации растворов сред с естественной оптической активностью.

В дальнейшем английским физиком М. Фарадеем было открыто вращение поляризационной плоскости для твердых тел и жидкостей, которым не свойственна оптическая активность. Данное вращение было определено после воздействия магнитным полем на тела. После данное открытие было названо эффектом Фарадея и оказало огромное влияние, так как с его помощью была выявлена связь между процессами оптического и электромагнитного типа.

Узнать цену работы
Узнай цену
своей работы
Нужны оригинальность, уникальность и персональный подход?
Закажи свою оригинальную работу
УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ