منو
 کاربر Online
875 کاربر online
تاریخچه ی: قطبش بیضوی

در حال مقایسه نگارشها

نگارش واقعی نگارش:2

دید کلی

حالتهای مختلف قطبش ، مشخصه هر موج عرضی است. به عنوان مثال اگر ریسمان کشیده شده‌ای را به بالا و پایین حرکت دهیم یک موج قطبیده خطی تولید می‌کنیم که جابجایی آن روی صفحه قائم صورت می‌گیرد. به همین ترتیب می‌توان موج قطبیده خطی ایجاد کرد که جابجایی آن بر صفحه افقی واقع باشد. همچنین می‌توان انتهای ریسمان را روی محیط یک دایره یا بیضی چرخاند تا موج قطبیده بیضیوار بدست آید. در مورد چنین موجی ذرات ریسمان واقعا روی محیط یک دایره یا بیضی حرکت می‌کند. با انتشار دو موج قطبیده خطی در ریسمان هم می‌‌توان موج قطبیده بیضوی تولید کرد.



img/daneshnameh_up/f/f9/p3.gif

برهمنهی دو موج قطبیده خطی

دو موج الکترومغناطیسی را در نظر می‌گیریم که میدان الکتریکی وابسته به آنها با روابط زیر نشان داده می‌شود:


(E1 = xa1 Cos(kz - ωt + θ1

(E2 = xa2 Cos(kz - ωt + θ2

در روابط فوق a1 و a2 دامنه موجها ، x بردار یکانی واحد در جهت محور X و θ1 و θ2 ثابتهای فاز به شمار می‌روند. از آنجا که دو میدان فوق در راستای محور X ارتعاش می‌کنند، لذا موجهای قطبیده خطی هستند که در جهت محور z انتشار می‌یابند. چون میدان الکتریکی کمیتی برداری است، بنابراین میدان الکتریکی برآیند بصورت جمع برداری دو میدان الکتریکی فوق خواهد بود. میدان الکتریکی موج برآیند بصورت زیر خواهد بود:


(E = E1 + E2 = xa Cos(Kz - ωt + θ

رابطه فوق نشان می‌دهد که موج برآیند هم یک موج قطبیده خطی است که در همان راستای انتشار دو موج اولیه انتشار می‌یابد. همچنین ارتعاش میدان الکتریکی موج برآیند نیز در همان راستای ارتعاش امواج اولیه است.



img/daneshnameh_up/8/84/p3v.gif

شرایط ایجاد قطبش بیضوی

حال مانند مورد قبلی دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که هر دو در یک جهت انتشار می‌یابند. اما جهت اتعاش میدانهای آنها بر هم عمود است. با این فرض شرایط قطبش بیضوی بودن موج برآیند عبارتست از:


  • ترکیب این دو موج که دارای دامنه نامساوی هستند یک موج قطبیده بیضوی خواهد بود.

  • اگر دامنه امواج اولیه برابر باشد، در این صورت موج برآیند یک موج قطبیده بیضوی خواهد بود به شرط اینکه ثابت فاز موج برآیند مضرب صحیحی از π و یا π/2 نباشد.

  • اگر ثابت فاز موج برآیند مضرب صحیحی از π باشد، در اینصورت موج برآیند قطبش خطی خواهد داشت که معادل یک خط راست است.

  • اگر ثابت فاز موج برایند مضرب صحیحی از π/2 بوده و دامنه امواج اولیه یکسان باشد، در اینصورت موج برایند قطبیده دایروی خواهد بود.

    بنابراین می‌توان گفت که ترکیب دو ارتعاش خطی عمود بر هم ، وقتی که اختلاف فازی بین آنها برقرار باشد، یک ارتعاش بیضوی خواهد بود. یعنی برآیند دو موج در هر لحظه یک ارتعاش خطی با دامنه معین است که این ارتعاش خطی یک چرخه کامل پیرامون بیضی را طی خواهد کرد. با اینکه دامنه در هر لحظه ثابت است ولی این مقدار ثابت ضمن چرخش تغییر می‌کند. در صورتی که فاز حرکت تغییر نکند، حرکت پیرامون بیضی ، به همان صورت تکرار می‌شود.

روش تولید قطبش بیضیوار :


  • با استفاده از تیغه ربع موج : این تیغه یک بلور دو شکستی با ضخامت ویژه است که اگر نوربطور عمودی به آن بتابد، نور خروجی بیضیوار خواهد داشت . تیغه چنان برش یافته است که مولفه هایی که در ورود به بلور هم فاز بودند، با سرعت های متفاوت از آن می گذرند و در وضعیتی از آن خارج می شوند که نسبت به هم اختلاف فاز 90درجه یا ربع موج دارند .

    همچنین نور قطبیده دایروی ، درعبور از تیغه ربع موج ، به نور قطبیده خطی تبد یل می شود .

  • با استفاده از تیغه نیم موج : این تیغه با قرار دادن دو تیغه ربع موج کنار هم بد ست می آید. در این مورد نور قطبیده خطی تحت هر زاویه نسبت به محور نوری، دو مولفه متعامد تولید می کند که طی عبور از بلور با اختلاف فاز 180درجه از آن خارج می شوند. تیغه نیم موج همچنین جهت قطبش دایروی را از دست چپ به راست و برعکس تبد یل می کند.



img/daneshnameh_up/c/cb/polarization.gif

انواع قطبش بیضوی

قطبش بیضوی راستگرد

اگر جهت انتشار موج در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت عقربه‌های ساعت باشد، در این صورت قطبش را بیضوی راستگرد می‌گویند.

قطبش بیضوی چپگرد

اگر جهت انتشار موج در جهت عمود بر صفحه و به طرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در خلاف عقربه‌های ساعت باشد، در این صورت قطبش را چپگرد می‌گویند.

مباحث مرتبط با عنوان


نگاه اجمالی

میدان الکتریکی کمیتی برداری است ، بنابراین مجموع میدان‌های الکتریکی از قواعد جمع برداری تبعیت می‌کند. بعنوان مثال اگر دو میدان الکتریکی در نظر بگیریم که در دو امتداد عمود بر هم ارتعاش می‌کنند. همچنین فرض می‌کنیم که این دو به طور همفاز نوسان کنند. ( در نوسان همفاز دو موج ، بیشنه دامنه برای هر دو موج در یک زمان اتفاق می‌افتد) این دو ارتعاش با هم ترکیب شده و امواج قطبیده خطی دیگری را تشکیل خواهند داد. اما اگر میدانهای اولیه دارای اختلاف فاز π/2 باشند، یعنی مقدار بیشینه دامنه یک میدان با مقدار صفر میدان موج دیگر همزمان باشد، میدان الکتریکی برآیند، در طی یک چرخه کامل به شکل بیضی خواهد بود و نتیجه ترکیب ، نور قطبیده بیضوی نامیده می‌شود. حال اگر دامنه میدانهای اولیه یکسان باشند، این بیضی به یک دایره تبدیل خواهد شد و نام قطبش دایروی به خود خواهد گرفت.

تعریف قطبش دایروی

قطبش دایروی نوعی قطبش بیضیوار است که مولنه‌های ارتعاشی آن بر هم عمود بوده و دامنه ارتعاشات آنها با هم برابر باشند.

مکانیزم قطبش دایروی

دو موج قطبیده خطی در نظر می‌گیریم که در یک جهت منتشر می‌شوند ولی راستای انتشار آنها بر یکدیگر عمود است.
E1=xa1Cos(Kz-ωt)

E2=ya2Cos(Kz-ωt+θ)

در رابطه فوق a1 ، a2 دامنه امواج ، x12 بردارهای یکانی واحد و θ ثابت فازی است.

  • اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π باشد، برآیند دو موج، قطبش خطی خواهد داشت، که بردار الکتریکی آن در راستایی متفاوت با راستای میدان دو موج نوسان می‌کند.

  • اگر ثابت فازی مضرب صحیحی از π نباشد، در حالت کلی بردار میدان الکتریکی در راستای خط راست نوسان نمی‌کند.

  • اگر ثابت فازی مضرب فردی از π/2 بوده و دامنه‌های میدانهای اولیه یکسان باشد، در اینصورت هرگاه تغییرات زمانی بردار میدان برآیند را در نظر بگیریم، ملاحظه می‌کنیم که نوک بردار میدان الکتریکی بر محیط دایره‌ای به شعاع دامنه میدان اولیه می‌چرخد. ( چون معادله موج برایند نشان دهنده معادله دایره است) این موج برآیند یک موج قطبیده دایروی خواهد بود که می‌توان با چرخاندن انتهای یک ریسمان کشیده شده روی محیط یک دایره فرضی، آن را به طور عملی مشاهده کرد. در حالیکه در موج قطبیده بیضوی ، در هر نقطه خاص مقدار و جهت میدان الکتریکی تغییر می‌کند. در حالت خاص دو موج قطبیده دایرو‌ی ، مقدار بدون تغییر باقی می‌ماند ولی جهت میدان با فرکانس زاویه‌ای ω تغییر می‌کند. در مورد موج قطبیده خطی ، بر خلاف موج قطبیده دایرو‌ی ، راستای میدان تغییر نمی‌کند بلکه اندازه میدان با فرکانس زاویه‌ای موج حول مقدار صفر نوسان می‌کند.

انواع قطبش دایروی

اگر اختلاف فاز بین مولفه‌های قطبش، در قطبش دایروی 3π/2 یا π/2 باشد. در این صورت دو نوع قطبش دایروی خواهیم داشت.
  • قطبش دایروی راستگرد :
    وقتی در جهت عکس انتشار موج به آن نگاه شود ( جهت انتشار عمود بر صفحه بطرف خارج باشد ) و جهت چرخش میدان الکتریکی در جهت حرکت عقربه‌های ساعت دیده شود، قطبش را قطبش دایروی راستگرد می‌گویند. در این نوع قطبش اختلاف فاز برابر 3π/2 است.

  • قطبش رایروی چپگرد :
    اگر اختلاف فاز بین مولفه‌های قطبش ، برابر π/2 باشد، در اینصورت بردار میدان الکتریکی در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت خواهد چرخید. (باز راستای انتشار در جهت عمود بر صفحه و بطرف خارج است) بنابر قرار داد چنین قطبش دایروی چپگرد می‌گویند.

مباحث مرتبط با عنوان



تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 09 اردیبهشت 1385 [16:36 ]   8   مجید آقاپور      جاری 
 یکشنبه 27 شهریور 1384 [14:33 ]   7   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 یکشنبه 27 شهریور 1384 [14:17 ]   6   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 یکشنبه 08 آذر 1383 [07:35 ]   5   حسین خادم      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [09:37 ]   4   حسین خادم      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [09:32 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 26 آبان 1383 [07:02 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 چهارشنبه 13 آبان 1383 [09:27 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..