فهرس المحتويات
فهم ظاهرة الاستقطاب
يُعرف الاستقطاب بأنه عملية حصر اهتزازات الموجات الكهرومغناطيسية، بما في ذلك الضوء، في مستوى واحد. هذا المستوى قد يكون أفقيًا أو رأسيًا. تُعد هذه الخاصية سمة مميزة للموجات المستعرضة، مثل الموجات الكهرومغناطيسية، بينما الموجات الطولية، كالموجات الصوتية، لا تُظهر هذه الظاهرة.
يحدث الاستقطاب عندما تنتشر الموجات عبر مجال كهربائي عمودي، إما من أعلى إلى أسفل أو العكس، ضمن مجال مغناطيسي. يتحدد شكل التموج بناءً على اتجاه انتشار الموجة الكهرومغناطيسية. يمكن أن يحدث الاستقطاب أيضًا في المواد البلورية.
بشكل مبسّط، إذا كانت محاور الاستقطاب متوازية، فسينتقل الضوء. أما إذا كانت متعامدة، فسيتم منعه من المرور.
طرق إنتاج الضوء المستقطب
هناك عدة طرق لتحقيق الاستقطاب، منها:
الاستقطاب بالانعكاس: تعتبر هذه الطريقة بسيطة وفعالة في توليد استقطاب خطي للضوء. يحدث ذلك عندما ينعكس الضوء عن سطح فاصل بين وسطين عازلين بمعاملات انكسار مختلفة، مثل الانعكاس عن سطح زجاجي.
الاستقطاب بالانكسار المزدوج: تُصنف الأوساط الفيزيائية إلى: مواد متجانسة (مثل الغازات والسوائل)، حيث توزيع الجزيئات فيها متساوٍ، ومواد غير متجانسة (مثل بلورة الكالسيت)، حيث يكون توزيع الجزيئات غير متساوٍ.
استقطاب الضوء بالتشتت: (شرح مختصر عن هذه الطريقة).
أنواع الاستقطاب
يوجد عدة أنماط للاستقطاب الضوئي:
- الاستقطاب الخطي: الاهتزازات الضوئية محصورة في مستوى واحد.
- الاستقطاب الدائري: متجه المجال الكهربائي للموجة يدور بشكل دائري مع مرور الزمن.
- الاستقطاب الإهليلجي: مزيج من الاستقطاب الخطي والدائري.
تغيرات مستوى الاستقطاب
الانكسار المزدوج القسري: يمكن تحويل وسط شفاف من متجانس إلى غير متجانس، وبالتالي الحصول على انكسار مزدوج، باستخدام قوى خارجية مثل الضغط أو الشد، أو الحقول الكهربائية والمغناطيسية. تختفي هذه الخاصية بزوال القوى المؤثرة.
الانكسار المزدوج الكهربائي: يتضاعف معامل الانكسار للسوائل عند تعرضها لحقل كهربائي. تكتسب المادة خواص بلورة أحادية المحور إذا توافق محورها الضوئي مع اتجاه الحقل الكهربائي. تتناسب شدة الانكسار المزدوج مع مربع شدة الحقل الكهربائي.
الانكسار المزدوج المغناطيسي: يحدث هذا التأثير تحت تأثير حقل مغناطيسي قوي، حيث يكتسب السائل خواص بلورة أحادية المحور عند مواءمة محور السائل الضوئي مع الحقل المغناطيسي. تتناسب شدة الانكسار المزدوج مع مربع شدة الحقل المغناطيسي.
الانكسار المزدوج الميكانيكي: (شرح مختصر عن هذه الطريقة).
