Mavzu: Yoruglikning qutblanishi polyarizator va analizator. Malyus qonuni

Yorugʻlikning qutblanishi - yorugʻlik toʻlqinlari elektr E va magnit H maydoni kuchlanganliklari vektorlarining yorugʻlik nuriga tik tekislikda tartibli joylashuvi. Yorugʻlikning qutblanishi atamasini fanga I. Nyuton kiritgan, uning tabiatini J. K. Maksvell yorugʻlikning elektromagnit nazariyasida tushuntirib bergan. Fransuz fizigi E. Malyus Island shpati parchasi opkali Parijdagi Lyuksemburg saroyining botayotgan quyosh nurlaridan yaltirab turgan oynalarini kuzatib, kristallning maʼlum vaziyatda faqat bittagina tasvir koʻrinishini ajablanib payqadi. Shu va boshqa tajribalar asosida hamda I. Nyutonning yorugʻlikning korpuskulyar nazariyasiga tayanib, E. Malyus Quyosh yorugʻligida tartibsiz yoʻnalgan korpuskula (zarra) lar biror sirtdan qaytgandan yoki anizotrop kristalldan oʻtgandan keyin maʼlum yoʻnalishga ega boʻlib qoladi, deb faraz qildi. Bunday "tartiblangan" yorugʻlikni u qutbl angan yorugʻlik deb atadi. Yorugʻlik manbalaridan chiqqan yorugʻlik toʻlqinlari tartibsiz tarqaladi, yaʼni toʻlqinlar turli tekisliklarda tebranadi. Bunday toʻlqinli yorugʻlik tabiiy yorugʻlik deb ataladi. Tabiiy yorugʻlikdan farqli ravishda E va H vektorlarning oʻzaro perpendikulyar tashkil etuvchilari orasida doimiy fazalar farqi mavjud boʻlgan yorugʻlik qutblangan yorugʻlik deb ataladi. Yorugʻlik manbaining hamma elementar qismlaridan bir xil toʻlqinli yorugʻlik nurlari chiqsa, bunday yorugʻlikka toʻla qutblangan yorugʻlik deyiladi. Tabiiy yorugʻlik tarkibida chizikli, elliptik va doiraviy qutblangan yorugʻlik toʻlqinlari boʻladi. E ning uchi yoruglik nuriga tik tekislikda ellips chizsa, u holda yorugʻlik toʻlqinlari elliptik qutblangan yorugʻlik, aylana chizsa, doiraviy qutblangan yorugʻlik, E tekislikda doimiy yoʻnalishini saqlasa, bunday holatda chiziqli qutblangan yorugʻlik deb ataladi. Vakuumda yorugʻlikning tarqalishi uning qutblanganligiga bogʻliq boʻlmaydi. Agar yoruglik biror muhitda tarqalsa, yorugʻlikning yutilishi, tarqalish yoʻnalishi va tezligi uning qutblanganligiga bogʻliq boʻladi. Tabiiy yorugʻlikdan qutblangan yorugʻlik hosil qilish uchun qutblash asbobi (polyarizator)dan foydalaniladi. Yorugʻlikning qutblanishi moddalarning anizotropik xususiyatlarini oʻrganishga yordam beradi. Kristallooptikada kristallarning tuzilishi, mineralogiya va petrografiyada minerallar va togʻ jinslari qutblangan yorugʻlik yordamida oʻrganiladi. 



Yorug'likning qutblanishi fizikada fotoelektrik effekt (fotoelektron effekti) deb ataluvchi jarayondir. Bu jarayon, bir yorug'lik nurlarining to'plamining (fotoon) yo'rga tushirilishi natijasida yuzaga keladi.
Qutblanish jarayoni esa shu fotoelektrik effektga asoslangan holda amalga oshiriladi. Qutbda ko'p yuzli elektronlar mavjud bo'lgani uchun, yorug'likning yo'rga tushirilishi natijasida, ko'p sonli elektronlar birgalikda energiya olib chiqadi va qutbning barcha yuzida elektrik maydonlar yaratadi.
Yorug'likning qutblanish jarayonida, yorug'likning energiyasi (hansaki fotoonning energiyasi) qutbning potensial enerigyasidan (elektronlarni qutb ichidan chiqarishga zarur bo'lgan minimal energiya) katta bo'lsa, qutbning yuzi elektronlar tomonidan boshqarilib, elektronlar qutbning yuzidan chiqadi va o'ziga xos ko'rsatkichga ega bo'ladi.
Shu sababli, qutbning qutblanishi bilan birga, elektronlar qutbning tajribador joyiga (anoda yoki boshqa elektr zaryadlangan ob'ektlarga) o'tkaziladi va shu orqali elektr qurilmalarida yoki boshqa muammolarni yechishda foydalaniladi.
Qutblanish jarayonida aynan shu sababli elektronlar ko'plikda chiqadi va qutbning yuzida elektrik potensial energiyasi yaratadi. Bunday elektrik maydonlar esa qurilmani bajarishda ham, shu jumladan, sensorlarni ishga tushirishda ham foydalaniladi.
Agar yorug’lik vektorining tebranishlari faqat bitta tekislikda yuz beryotgan bo’lsa, bunday yorug’lik yassi qutblangan deb ataladi.

E

Tabiiy nur


E

Qisman qutbangan nur

E
Yassi qutblangan nur

Yoruglik vektori tebranayotgan tekislikni tebranish tekisligideb ataladi.
Yassi qutblangan yoruglikni tabiiy yoruglikdan polyarizatorlar (qutblagichlar) deb ataluvchi asboblar yordamida olish mumkin.
Yoruglik nurini qutblanganligini aniqlaydigan qurilmaga analizator deb ataladi.
I=I₀cos²
Bu Malyus qonunining matematik ifodasi bolib bu qonunga asosan analizatordan otgan yoruglik intensivligi polyarizatordan otgan yoruglik intensivligini anilizator va polyarizator tekisliklari orasidagi burchak kosinusini kvadratiga kopaytmasiga teng.

Polarizator - bu ixtiyoriy qutblanish holatiga ega bo'lgan nurlanishdan to'liq yoki qisman qutblangan optik nurlanishni olish uchun mo'ljallangan qurilma . Polarizatorlar yordamida olingan qutblanish turiga ko'ra ular chiziqli, dumaloq va kamdan-kam elliptiklarga bo'linadi . Chiziqli polarizatorlar tekis qutblangan yorug'likni, dumaloq polarizatorlar dumaloq qutblangan yorug'likni, elliptik polarizatorlar esa oldindan belgilangan turdagi ellipsli elliptik qutblangan yorug'likni hosil qiladi.

Chiziqli polarizatorlar uchta fizik hodisadan biridan foydalanishga asoslangan. Ulardan biri ikki sinuvchanlik, ikkinchisi chiziqli dixroizm, uchinchisi esa muhitlar orasidagi interfeyslarda aks etganda yuzaga keladigan yorug'likning qutblanishi. Dairesel polarizatorlar odatda chiziqli polarizator va chorak to'lqinli plastinka (optik kompensator) birikmasidir.
Polarizatorlar polarizatsiyalangan yorug'lik yordamida shaffof jismlarda mexanik kuchlanish taqsimotini o'rganishda, moddalar tuzilishini o'rganishda, saxarimetriyada va ayniqsa kristalli optikada qo'llaniladi. Fotografik polarizatsiya filtrlarida va astronomiyada keng qo'llaniladi.