تعريف استقطاب الضوء
يُعرَّف استقطاب الضوء (بالإنجليزية: Polarization of Light)، في الفيزياء، بأنه ظاهرة ناتجة عن الطبيعة الموجية للإشعاع الكهرومغناطيسي، حيث تسمى هذه الموجات بالموجات الكهرومغناطيسية؛ لأنها تتشكل عندما يتفاعل مجال كهربائي مع مجال مغناطيسي.[١]
- الموجات المستعرضة (Transverse waves): تتحرك الجسيمات في الموجات المستعرضة بشكل متعامدة مع اتجاه حركة الموجة، مثل تموجات في الماء عند رمي حجر.
- الموجات الطولية (Longitudinal Waves): تتشكل الموجات الطولية عندما تتحرك جسيمات الوسط في اتجاه حركة الأمواج، مثل حركة الموجات الصوتية عبر الهواء.
وبحسب تعريف الضوء بأنه تفاعل للمجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تنتقل عبر الفضاء، تحدث الاهتزازات الكهربائية والمغناطيسية لموجة ضوئية بشكل عمودي على بعضها البعض، ويتحرك المجال الكهربائي في اتجاهات متعددة والمجال المغناطيسي في اتجاه محدد بحيث يكونان عموديين على بعضهما البعض، وبكلمات أخرى لدينا مستوى واحد مشغول بمجال كهربائي، ومستوى آخر من المجال المغناطيسي متعامد عليه، واتجاه الحركة متعامد مع كليهما.[٢][٣]
وتُعرف الموجة الضوئية التي تهتز في أكثر من مستوى بالضوء غير المستقطب (Unpolarized Light)، مثل الضوء المنبعث من الشمس، أو ضوء المصباح المتوهج أو ضوء مصادر الإنارة، أما موجة الضوء المستقطب (Polarized Light) فتحدث فيها الاهتزازات في مستوى واحد، بالتحديد إذا كان اتجاه المجال الكهربائي للضوء محددًا جيدًا، ومن الأمثلة الشائعة على الضوء المستقطب؛ الليزر.[٢][٣]
ومن أهم الطرق المستخدمة في استقطاب الضوء: الاستقطاب بالنقل (Polarization by Transmission)، الاستقطاب عن طريق الانعكاس (Polarization by Reflection)، الاستقطاب عن طريق التشتت (Polarization by Scattering)، الاستقطاب عن طريق الانكسار (Polarization by Refraction).[٤]
أنواع الاستقطاب
فيما يلي ثلاثة أنواع من الاستقطاب اعتمادًا على كيفية توجيه المجال الكهربائي:[٢][١]
- الاستقطاب الخطي (بالإنجليزية: Linear polarization): في الاستقطاب الخطي، يقتصر المجال الكهربائي للضوء على مستوى واحد على طول اتجاه الانتشار أو الحركة.
- الاستقطاب الدائري (بالإنجليزية: Circular polarization): يوجد مكونان خطيان للمجال الكهربائي في موجة الضوء بحيث يتعامد اتجاه حركة الأول على الثاني، وتكون سعاتهما متساوية، بفرق الطور π / 2، ويدور المجال الكهربائي الناتج في دائرة حول اتجاه الانتشار أو الحركة، واعتمادًا على اتجاه الدوران، يسمى الضوء المستقطب دائريًا لليسار أو لليمين.
- الاستقطاب البيضاوي (بالإنجليزية: Elliptical polarization): يتبع المجال الكهربائي للضوء انتشارًا إهليلجيًا، بحيث تكون السعة واختلاف الطور بين المكونين الخطيين غير متساويين، ويعتبر هذا النوع، النوع الأكثر عمومية للضوء المستقطب، بحيث يمكن اعتبار الضوء المستقطب الدائري والخطي كحالات خاصة للضوء المستقطب بيضاويًا.
تطبيقات استقطاب الضوء
فيما يلي تطبيقات استقطاب الضوء:[١][٢]
- يستخدم في النظارات الشمسية لتقليل الوهج.
- يستخدم في الصناعات البلاستيكية، بواسطة مرشحات Polaroid لإجراء اختبارات تحليل الإجهاد.
- إنتاج الأفلام ثلاثية الأبعاد وعرضها.
- يستخدم للتمييز بين الموجات المستعرضة والموجات الطولية.
- يستخدم في التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء.
- يتم استخدامه في علم الزلازل لدراسة الزلازل.
- يُختبر تباين المركبات العضوية باستخدام تقنيات الاستقطاب في الكيمياء.
المراجع
- ^ أ ب ت "Polarization of Light", byjus, Retrieved 7/8/2022. Edited.
- ^ أ ب ت ث "Introduction to Polarization", edmundoptics, Retrieved 7/8/2022. Edited.
- ^ أ ب "polarization", britannica, Retrieved 7/8/2022. Edited.
- ↑ "Polarization", physicsclassroom, Retrieved 7/8/2022. Edited.
