Поларизација светлости: њена суштина и улога у природи

Многи људи сматрају поларизацију светлости феноменалном појавом, која је широко распрострањена и примењена у технологији и готово никада се не појављује у свакодневном животу. У ствари, ова тврдња није сасвим тачна, као што је доказано у чланку холандског физичара Г. Кеннена.

Генерални концепт

Са научне тачке гледишта, поларизација светлости је оријентација у простору светлосних осцилација које су окомите на правац кретања таласа. Светлосни сноп се састоји од скупа једноставних елемената који се називају кванти. Правац њихових флуктуација може бити веома разнолик. У случају када се кванти разликују у идентичној оријентацији, свјетлосни ток се назива поларизован. У зависности од пропорције таквих честица у датом зрачењу, степен поларизације се мења.

Филтери

Постоји велики број филтера који могу преносити само зраке специфичне оријентације. Ако погледате кроз њих на поларизованом лигхт флук и истовремено ротирати, осветљеност ће се променити. У случају када ће се поларизација светлости подударати са правцем преноса, она ће постати максимална, а уз пуну несагласност - минимална. Такве филтере можете купити у редовним продавницама специјализираним за продају фотографске опреме. Када их погледате на ведро небо, под условом да је Сунце са стране, у одређеном тренутку током скретања видећете траку црне боје. То је доказ да су светлосни таласи који потичу из овог дела неба поларизовани.

Гаидингер-ова фигура

У једном тренутку, познати физичар из СССР-а С. И. Вавилов је спровео истраживање, чији су резултати унапредили занимљиву теорију. Према њеним речима, поларизација светлости је видљива без икаквих помагала за приближно сваког четвртог човека на планети. Штавише, већина тих људи није ни свјесна постојања такве особине у својој властитој визији. Гледајући исто плаво небо у средишту њиховог видног поља, појављује се једва приметна жута пруга са благо заобљеним крајевима. Ту су и бледо плаве мрље у средини и на ивицама. Када окренете раван поларизације, трака се ротира, јер је у односу на правац осцилација светла увек окомита. У науци, овај феномен је познат као Гаидингер-ова фигура. Име је добио по немачком физичару који га је открио 1845. године. Ако то икада приметите, може се развити могућност да видите ово место. Треба напоменути да када се користи плави или зелени филтер, лик Гаидингера је јасно видљив.

Примери поларизације светлости и како их елиминисати

Поларизација светлости, чији је извор јасно небо, само је најједноставнији и најраширенији пример овог феномена. Други уобичајени случајеви могу се назвати одсјајем, који леже на стакленим прозорима и површини воде. Ако је потребно, могу се елиминисати помоћу специјалних полароидних филтера, које најчешће користе фотографи. Они постају незаменљиви ако желите да на фотографији ухватите било које слике заштићене стаклом или музејске експонате. Принцип њиховог рада заснива се на чињеници да било које рефлектовано светло, у зависности од угла његове упадности, има одређени степен поларизације. Према томе, када гледате бљескалицу, лако можете пронаћи угао филтера на којем ће бити потиснут, до потпуног нестанка. Исти принцип прате и произвођачи висококвалитетних сунчаних наочара. Због употребе полароидних филтера у њиховом стаклу, могуће је уклонити интерферирајуће рефлексије које излазе са површине мокрог аутопута или површине мора.

Умов закон

Свако дифузно светло са неба је сунсхине које су прошле кроз бројне рефлексије од молекула ваздуха, а такође су у више наврата провалиле кристале леда или капљице воде. Истовремено, процес поларизације је карактеристичан не само за рефлексију усмерења (на пример, из воде), већ и за дифузне. Године 1905. доказано је да што је тамнија површина из које се рефлектује светлосни талас, то је већи степен поларизације. Она је ушла у историју као закон Умова, названа по физичару који је успео да докаже ову зависност. Ако га посматрамо на елементарном примеру са асфалтним аутопутем, испада да је у мокром стању више поларизован него у сувом облику.

Хистори апплицатион

Упркос чињеници да је по први пут откривен феномен поларизације 1871. године, научници су то детаљно објаснили тек средином прошлог века. Уосталом, постоје историјске информације да су их поморци користили за навигацију пре више од хиљаду година. У већини случајева, сунце је за њих била главна смјерница. Међутим, у облачно време користили су такозвани соларни камен. Има разлога да се претпостави да је то била нека врста прозирног минерала који је имао поларизациона својства. Смјерница је била тамнија трака која се појављивала на небу. Да би се доказала претпоставка историчара и ефикасност ове врсте пловидбе, један норвешки пилот је пре неког времена прелетио мали авион из своје родне земље у Гренланд, користећи само као кристал кордиерит, минерал са карактеристикама сличним соларном камену.

Поларизација и инсекти

Поларизација светлости видљива је многим инсектима. Ово се посебно односи на пчеле и мраве, које се због те посебности могу оријентирати на терен у облачно вријеме и без потешкоћа се вратити у њихова станишта. Ова способност се постиже због структуре визуелног система. Док се у оку човека и било које друге животиње сисара, молекули осетљиви на светло налазе насумце, код инсеката су оријентисани у истом правцу и леже у уредним редовима.

Поларизација неких оптичких феномена и небеских објеката

Ефекти поларизације су карактеристични и за такве занимљиве природне појаве као што су ореоли (луминозни лукови, који се повремено појављују око Сунца или Мјесеца), дуге и одређене врсте аурора бореалис То је због чињенице да се у свим овим случајевима светлост истовремено рефлектује и ломи. Другим речима, ако ротирате филтер и гледате кроз њега на дуги, у одређеном тренутку ће постати скоро невидљив. Што се тиче поларизације неких астрономских тела, маглица ракова, која се посматра у сазвежђу Бика, постала је њен најупечатљивији пример. Чињеница је да се емитована светлост која се емитује јавља током успоравања електрона који брзо лете помоћу магнетног поља.

Цирцулар поларизатион

Неке врсте корњаша, чија су леђа метални сјај, могу да рефлектују зраке и усмеравају их у круг. Овај феномен се назива - кружна поларизација светлости. Ако погледате кроз филтер метал сјај из леђа ових инсеката, можете видети да је увек уврнут улево. До нашег времена, научници нису могли да објасне биолошко значење овог феномена.