الدرس: 4-7 استقطاب الضوء

طرائق الاستقطاب في الضوء

يمكن الحصول على حزمة ضوئية مستقطبة خطياً (استوائياً او كلياً) من حزمة ضوئية غير مستقطبة.

هنا نتساءل كيف؟ وما التقنيات المستعملة لهذا الغرض؟

يمكن ذلك بوساطة إزالة معظم الموجات من الحزمة الضوئية (غير المستقطبة) ما عدا تلك التي مجالها الكهربائي يتذبذب في مستوٍ واحد منفرد، و أن معظم التقنيات الشائعة الاستعمال للحصول على ضوء مستقطب باستعمال مواد تُنفذ الموجات التي تتذبذب مجالاتها الكهربائية في مستو موازٍ لاتجاه معين وهو المحور البصري

وتمتص تلك الموجات التي تتذبذب مجالاتها الكهربائية بالاتجاهات الاخرى. ومن طرائق الاستقطاب في الضوء:

1. الاستقطاب بالامتصاص الانتقائي Polarization By Selective Absorption

لقد اكتشفت مواد تسمى بالقطيبة والتي تستقطب الضوء عن طريق الامتصاص الانتقائي، إذ تصنع هذه المواد بهيئة ألواح رقيقة ذات سلسلة هيدروكاربونية طويلة وتكون الألواح ممتدة خلال تصنيعها اذ تتراصف جزيئات السلسلة الطويلة لتكوّن محور بصري لنفاذ الضوء والتي يكون مجالها الكهربائي عموديًا على محورها البصري. ومن الجدير بالذكر ان هناك مواداً تسمى بالمواد النشطة بصرياً مثل (بلورة الكوارتز، سائل التربنتين، محلول السكر في الماء). هذه المواد لها القابلية على

تدوير مستوى الاستقطاب للضوء المستقطب عند مروره من خلالها بزاوية تسمى بزاوية الدوران البصري والتي تعتمد على نوع المادة وسمكها وتركيز المحلول وطول موجة الضوء المار خلالها.

2. استقطاب الضوء بالانعكاس Polarization of Light By Reflection

اكتشف العالم مالوس أنه عند سقوط الضوء على سطوح عاكسة كالمرايا المستوية أو كسطح ماء في بحيرة او كالزجاج، فإن الضوء المنعكس يكون مستقطبًا جزئيًا وفي مستوي موازٍ لمستوى السطح العاكس كما في الشكل. في حين الضوء المنكسر في الوسط الثاني يكون في مستوى سقوط الأشعة. وتعتمد درجة الاستقطاب على زاوية السقوط، فإذا كانت زاوية سقوط الضوء تساوي صفراً لا يحدث استقطاب، في حين يزداد الاستقطاب بزيادة زاوية السقوط إلى أن يصل إلى استقطاب

استوائي كلي عند زاوية معينة تسمى زاوية بروستر.

ويكون الشعاع المنكسر مستقطبًا جزئيًا وتكون الزاوية بين الشعاع المنعكس والمنكسر قائمة (900). كما وجد العالم بروستر علاقة بين زاوية الاستقطاب θp ومعامل انكسار الوسط n على وفق العلاقة الآتية: tan θ = n