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.
بر همنش دو موج قطبیده خطی
دو موج الکترومغناطیسی را در نظر میگیریم که
میدان الکتریکی وابسته به آنها با روابط زیر نشان داده میشود.
θ2)+E1=xa1Cos(Kz-ωt+θ1) E2=xa2Cos(Kz-ωt
در روابط فوق a,sub>1وa
2 دامنه موجها ، x بردار یکانی واحد در جهت محور X و θ
1,θ
2ثابتهای 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 به صورت جمع برداری دو میدان الکتریکی فوق خواهد بود. میدان الکتریکی موج برآیند بصورت زیر خواهد بود.
E=E1+E2=xaCos(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.
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 برایند مضرب صحیحی از π باشد، در اینصورت موج برآیند قطبش خطی خواهد داشت که معادل یک خط راست است.br>
- اگر ثابت فاز موج برایند مضرب صحیحی از π/2 بوده و دامنه امواج اولیه یکسان باشد، در اینصورت موج برایند (قطبش دایروی|قطبیده دایروی)) خواهد بود.br>
>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 صورتیکه فاز حرکت تغییر نکند، حرکت پیرامون بیضی ، به همان صورت تکرار میشود.
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 بطرف خارج باشد و جهت چرخش میدان الکتریکی در خلاف عقربههای ساعت باشد، در این صورت قطبش را چپگرد میگویند.
مباحث مرتبط با عنوان