Zašto se svjetlost polarizira kad se reflektira i lomi?

Brzi odgovor:

Svjetlo je poprečni val, što znači da je električno polje (kao i magnetsko polje) okomito na smjer širenja svjetla (barem u izotropnim medijima - ali ovdje ćemo ostati jednostavnijim).

Dakle, kada je svjetlost ugrožena koso na granici dvaju medija, električno polje se može smatrati da ima dvije komponente - jednu u ravnini incidencije, i jednu okomitu na nju. Za nepolarizirano svjetlo, smjer električnog polja fluktuira nasumce (dok ostaje okomito na smjer širenja) i kao rezultat toga, dvije komponente su jednakog reda veličine.

Koliko se svake komponente prenosi i reflektira može se shvatiti pomoću zakona elektromagnetizma. Ne ulazeći u matematičke pojedinosti ovdje dopustite mi citirati rezultat - # P # polarizacija (komponenta električnog polja u ravnini incidencije) se ne reflektira uopće ako je kut upadanja # Teta # zadovoljava

#theta = theta_B = tan ^ -1 (n_2 / n_1) #

gdje # N_1 # i # N_2 # su dva indeksa loma. Taj se kut naziva Brewsterov kut, Za svjetlo koje putuje od zraka do vode ovo ima vrijednost oko # 53 ^ circ #

Drugi, takozvani # S # komponenta, jedna okomita na ravninu incidencije, i prenosi se i reflektira za sve kutove upada (iako se frakcija mijenja s # Teta #).

Dakle, kada se svjetlo upali na Brewsterovom kutu - reflektirana zraka nema komponentu u ravnini polarizacije. To je u potpunosti # S # polarizirano. Zato se i Brewsterov kut naziva i polarizacijski kut.

Za kutove upada blizu Brewsterovog kuta, reflektirana zraka ima mnogo više # S # od polarizacije # P # polarizacija - i tako je djelomično polarizirana.

Prijenos snopa ima obje komponente i stoga nikada nije potpuno polariziran. Međutim, kod Brewsterovog kuta, sve # P # komponenta se prenosi (nema refleksije) i samo dio # S # komponenta se prenosi (ostatak se reflektira) - dakle djelomično prelazi svjetlost # P # polarizirano. To vrijedi i za kutove blizu Brewsterovog kuta.

Sunce je udaljeno 93 milijuna milja od Zemlje, a svjetlost putuje brzinom od 186.000 milja u sekundi. Koliko je vremena potrebno da svjetlost od sunca stigne do Zemlje?

500 sekundi. Vrijeme = ("udaljenost") / ("Brzina") = 93000000/186000 = 500 "sekundi." U prosjeku, točniji odgovor je (149597871 "km") / (299792.5 boja (bijela) (.) ("Km") / ("sec")) = 499.005 sekundi, gotovo.

Zašto se svjetlo lomi kad prolazi kroz prizmu? Kako staklo savija zrake svjetlosti?

Staklo usporava svjetlosne valove dok ulaze u novi medij pod kutom. Ako je svjetlosna zraka ušla u staklo pod kutom od 90 angle, ne bi bilo refrakcije jer bi se sva svjetlost usporila u isto vrijeme. Kada svjetlosna zraka uđe u staklo pod kutom, vodeći rub zraka koji ulazi u medij prvo se usporava, dok se ostatak zraka kasnije usporava. To uzrokuje lom ili savijanje svjetla. Misli o tome kao o automobilu koji udara u duboku lokvu. Ako oba kotača istodobno udare u lokvu, automobil usporava, ali se ne okreće. Ako jedini desni kotač udari u lokvu, desni kotač usporava dok se lijevi kotač nastavlja istom brzinom. To dobro uzro

Zašto se svjetlo lomi kad prolazi kroz dva različita medija s različitim gustoćama?

Koristio bih Huygensov princip da bih to ilustrirao: Možete uzeti u obzir prvi Huygensov princip širenja svjetlosti koji nam govori da se svjetlo širi kroz sekundarne valove koji proizvode svaka točka na prednjem dijelu svjetlosnog vala. To se čini komplicirano, ali pokušat ću ga prikazati dijagramom: ovo je vrsta matematičke konstrukcije gdje imate da svaka točka na prednjem dijelu (na primjer, možete zamisliti fronte kao vrhove vašeg vala) proizvesti će male sferni valovi čija će vam omotnica dati sljedeći front. Kada se val susreće s različitim medijem (različitom gustoćom), brzina vala u ovom novom mediju će se promije