Polarizacija elektromagnetskih valova.
Za EME koji se šire u bilo kojem mediju, postoji koncept polarizacije. Polarizacija EME je poredak u orijentaciji vektora jakosti električnog i magnetskog polja u ravnini okomitoj na vektor brzine širenja EME. Razlikovati eliptičnu, kružnu i linearnu polarizaciju.
Priroda polarizacije određena je dizajnom i orijentacijom odašiljačke antene. U slučaju linearne polarizacije, vektor E, koji se periodično mijenja, ostaje okomit na sebe tijekom širenja. Antena u obliku vertikalnog vibratora emitira vertikalni linearno polarizirani val. Za prijem bez gubitaka, vibrator prijemne antene također mora biti orijentiran okomito
Za stvaranje horizontalnog linearno polariziranog vala, odašiljači antena moraju biti postavljeni vodoravno. Međutim, za satelitske komunikacije, radio valovi u procesu širenja prodiru u ionosferu, koja se nalazi u magnetskom polju Zemlje. Kao rezultat toga, ravnina polarizacije linearno polariziranog vala rotira (Faradayev efekt).
Pokazalo se da je ionosfera dvolomni medij, a radio val koji se širi kroz njega dijeli se na dvije komponente. Ove komponente se šire u ionosferi različitim faznim brzinama. Stoga, nakon prolaska određene udaljenosti između njih, pojavljuje se fazni pomak, što dovodi do rotacije ravnine polarizacije. Kao rezultat neusklađenosti između polarizacije vala koji stiže na prijamnu točku i polarizacije prijamne antene, energija se gubi – dolazi do blijeđenja polarizacije. Kako bi se spriječilo blijeđenje, potrebno je koristiti antene s kružnom polarizacijom, u kojima se vektor E rotira s frekvencijom radio vala, opisujući spiralnu liniju tijekom širenja. U tom će slučaju veličina vektora E ostati konstantna. Na putu jednakoj valnoj duljini, vektor E se rotira za 360 stupnjeva.
Za izradu antene s kružnom polarizacijom potrebno je imati dva odašiljačka vibratora, pomaknuta u prostoru za 90 stupnjeva jedan u odnosu na drugi. Moraju se napajati strujama jednake amplitude s faznim pomakom od 90 stupnjeva.
Kružno polarizirani radio valovi emitiraju se iz, na primjer, antene okretnog stuba. Prijem valova s kružnom polarizacijom moguć je kako na antenama istog tipa (okretna, spiralna), tako i na običnim vibratorima
Ovisno o smjeru rotacije vektora E, kružna polarizacija može biti:
- · Ljevoruki;
- · Dešnjak.
U razmatranom primjeru linearno polariziranog vala pretpostavljeno je da je vektor u svim točkama usmjeren paralelno ili antiparalelno s osi x(vidi sliku 1.7). U općem slučaju, za ravni harmonijski val koji se širi duž osi z, obje komponente su različite od nule E x i E y, a vektor električnog polja ima oblik
gdje su jedinični vektori usmjereni duž osi Ox,Oy Kartezijanski koordinatni sustav.
Razmotrimo val čije se komponente električnog polja mijenjaju prema harmonijskom zakonu
gdje fazni pomak između oscilacija.
Nađimo jednadžbu putanje po kojoj se giba kraj vektora u ravnini z = konst... Prepisat ćemo ga kao
i uz pomoć izuzimanja iz ove jednakosti cos ( t–kz) i grijeh ( t–kz):
Podsjećamo da su amplitude E 10 i E Pretpostavlja se da su 20 pozitivni brojevi. Prenosimo prvi član s desne strane na lijevu stranu, podijelimo obje strane sa E 20 i kvadrirajte ih.
Otvaramo zagrade i dovodimo jednadžbu u obrazac
Omjer je jednadžba konusnog presjeka. Presjek ima oblik elipse, budući da je odgovarajuća determinanta nenegativna, t.j.
Elipsa je upisana u pravokutnik čije su stranice 2 E 10 i 2 E 10 (sl. 1.8) Dotiče stranice pravokutnika u točkama AA ( E 10, E 20 cos ) i BB ( E 10 koz , E 20).
Dakle, u općem slučaju, kada se ravan monokromatski svjetlosni val širi, kraj vektora u ravnini z= konst opisuje elipsu. Slično se ponaša i vektor jakosti magnetskog polja. Takav val se zove eliptično polarizirana.
Zamislite električno polje takvog vala na fiksnoj t moguće je kako slijedi: na površini ravnog eliptičnog cilindra nacrtana je spiralna linija, ishodišta svih vektora nalaze se u točkama osi cilindra, krajevi su na zavojnoj liniji, a sam vektor je svuda okomit na os.
Desna i lijeva eliptična polarizacija
Kretanje po elipsi u ravnini z= konst, kraj vektora može se rotirati u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu. Kako bi se razlikovala ova dva stanja, u optiku se uvode pojmovi pravo polarizacija (za promatrača koji gleda prema svjetlosnom snopu, rotacija je u smjeru kazaljke na satu) i lijevo polarizacija (rotacija vektora u suprotnom smjeru). Pokažimo da smjer rotacije vektora ovisi o predznaku fazne razlike ... Odaberimo trenutak u vremenu t 0 za što t 0 –kz= 0. U ovom trenutku, prema formulama i,
Iz formule se vidi da u trenutku kada kraj vektora dosegne krajnju desnu točku svoje putanje (slika 1.8), imamo dE y /dt < 0, если 0 < < , i dE y /dt> 0 ako - < < 0. Очевидно, что первый из этих случаев соответствует право поляризованной волне, а второй - лево поляризованной.
Dakle, u općem slučaju, ravni monokromatski val ima desnu ili lijevu eliptičnu polarizaciju. Potpunu karakteristiku polarizacijske elipse daju tri parametra E 10 ,E 20 i ... I, kao što se može vidjeti iz sl. 1.8, osi elipse ne smiju biti paralelne s osi Vol i Oy... Međutim, ako se da E 10 ,E 20 i faznu razliku vezano uz proizvoljan položaj osi, i ako (0 < / 2) je kut određen omjerom
zatim glavne poluosi elipse a i b i kut koju velika os tvori s osi Vol, nalaze se iz formula
gdje ( ) je pomoćni kut koji određuje oblik i orijentaciju elipse vibracije, i to:
Brojčana vrijednost tg određuje vrijednost omjera osi elipse, a znak at karakterizira dvije opcije koje se mogu koristiti za opisivanje elipse. Iz posljednje formule se vidi da za desnu eliptičnu polarizaciju, kada sin > 0, zatim kut varira unutar 0< / 4, što odgovara znaku "+" u formuli. Prema tome, za lijevu polarizaciju, znak "-".
Parametri a,b i može se odrediti eksperimentalno, a znajući te vrijednosti, koristeći formule, možete izračunati amplitude E 10 ,E 20 i faznu razliku .
Što je CPL polarizacijski filtar? Ovo je vrijedan gadget koji bi svaki fotograf trebao imati u torbi. Kako polarizator utječe na fotografiju? Kako bi se razvila intuicija o ovoj točki, vrlo često je potrebno mnogo vremena za eksperimentiranje. U ovom ćete članku naučiti kako ubrzati ovaj proces, kako i kako ovaj proizvod može olakšati (a ponekad i naškoditi) zadatak u različitim situacijama.
Gdje je CPL filtar montiran? Uvijek je ispred sprijeda.Kako radi ovaj uređaj? Filtrira izravne refleksije sunčeve svjetlosti pod određenim kutovima. Ovo je korisno jer je drugo svjetlo često bogatije i raspršenije. Rad s ovim uređajem također zahtijeva veću brzinu zatvarača (jer se neke zrake odbijaju). Kut filtracije kontrolira se rotacijom uređaja. Jačina efekta ovisi o položaju linije vida kamere u odnosu na sunce.
Rotacija filtera
Kada možete izvući maksimum iz CPL filtera? Samo ako je linija vida kamere okomita na sunčevu svjetlost. To možete zamisliti tako da kažiprst usmjerite prema suncu, a palac postavite pod pravim kutom na njega. Sve dok rotirate ruku tako da bude usmjerena prema dnevnom svjetlu, na koji god smjer pokazuje vaš palac odredit će liniju najvišeg efekta polarizatora.
Međutim, činjenica da će CPL filtar dati najbolji rezultat u naznačenim smjerovima ne znači nužno da će biti najuočljiviji u tim područjima. Kada se okrene pojavit će se ekstremna polarizacija, što će promijeniti kut u odnosu na dnevnu svjetlost. Da biste dobili osjećaj za rad filtra, najbolje ga je rotirati dok gledate u zaslon ili tražilo fotoaparata.
Prilikom primjene može se dobiti neprikladan rezultat, budući da efekt polarizacije ovisi o kutu. Jedan dio slike može se postaviti pod pravim kutom prema suncu, a drugi - prema njemu. U tom slučaju efekt polarizacije neće biti vidljiv na jednoj strani fotografije, ali će biti vidljiv na drugoj.
Očito su širokokutne leće nesavršene. Međutim, zaokreti "polarnog" ponekad mogu učiniti učinak vitalnijim. Vrlo često će profesionalci najizraženiji efekt polarizacije postaviti bliže rubu ili kutu slike.
Opis
Fotografi koriste dvije vrste filtara za stvaranje slike visoke kvalitete: linearnu polarizaciju i kružnu. Ovi uređaji izoliraju i izoliraju područja bogata polariziranom reflektiranom svjetlošću. Uz njihovu pomoć, snimajući dno, možete filtrirati svijetle odraze ili snimiti krajolik izvan prozora bez vlastitog odraza u staklu.
Linearni filtri obavljaju jedan jednostavan posao - prenose modificiranu svjetlost u jednoj ravnini. Kružno polarizirani uređaji daju pristup zrakama koje su modificirane u krug. Oni pretvaraju svaki lom zraka u sferni. Zapravo, kružni "polarni" ne ometa rad autofokusa, omogućuje vam da točno pogodite ekspoziciju i može se instalirati na sve kamere (uključujući stare).
U tom će se slučaju višak odsjaja eliminirati na isti način kao u uređaju s linearnom polarizacijom. CPL filtar daje "čistu" sfernu refrakciju svjetlosti samo na određenoj valnoj duljini. Kod valne ploče optička razlika u putu između jednostavnih i izvanrednih zraka iznosi točno četvrtinu njezine duljine. Za sve ostale valne duljine, ovaj uređaj će pokazati eliptično djelovanje.
Kružni filteri su složeniji od ostalih, pa je njihova cijena veća. S vanjske strane ovog uređaja nalazi se običan linearni uređaj, a s unutarnje strane je četvrtvalna ploča, koja linearnu polarizaciju pretvara u sfernu.
Fotografija
Polarizacijski filteri za kamere su uređaji namijenjeni uklanjanju neželjenih efekata (odsjaji, odsjaji), smanjenju svjetline (uz paralelno povećanje zasićenosti) neba i drugih objekata u cilju postizanja estetskih ciljeva. Izgleda kao obični filteri, ali imaju prednje i stražnje dijelove jednake debljine koji se mogu slobodno rotirati.
Kako se primjenjuje CPL filter? Čemu služi ovaj aparat? Stražnji mu je dio pričvršćen na leću, a željeni efekt se odabire rotacijom prednje polovice za bilo koji kut. Segment lica može biti opremljen unutarnjim navojem, s kojim se pričvršćuje poklopac objektiva, navojni poklopac ili drugi svjetlosni filteri, što je nepobitni plus.
Različiti segmenti svjetlucavih objekata mogu proizvesti refleksije s različitim kutovima polarizacije, koje se ne mogu istovremeno potisnuti jednim filtrom. Osim toga, u kadru može biti velik broj lijevanih objekata. U takvim slučajevima koristi se nekoliko uzastopno upletenih polarizacijskih filtara, a svi, osim stražnjeg, moraju biti linearno polarizirani. To je potrebno jer optički kompenzator smješten u kružnom filteru sprječava da učinak drugih uređaja koji se mogu postaviti iza njega dostigne učinak.
Po čemu je još poznat polarizacijski filter za leće? Obično se nalazi u rasponu od dva do pet. Može doći do izobličenja boje. Općenito, neki uređaji imaju pad do jedne točke u ljubičasto-plavom području, što slici daje zelenu nijansu. Jeftini strojevi mogu reproducirati odvratne detalje. Polarik je, uz "zaštitni" filter za blokiranje UV zraka, najčešće korišteni uređaj u fotografiji.
Pojedinosti
Obično se polarizacijski filter proizvodi u obliku dvije staklene ploče. Između njih je postavljen polaroidni film s linearnim dikroizmom. Ovaj detalj je određeni sloj celuloznog acetata koji sadrži impresivan broj najmanjih mikrolita hepatita (jodni spoj kinin sulfata).
Koriste se takvi polivinil-jodni filmovi sa sinkrono orijentiranim polimernim lancima. Orijentacija mikrolita je identična zbog električnog polja, a polimerni lanci su vođeni mehaničkim rastezanjem. Kružni filtar, osim toga, opremljen je optičkim kompenzatorom - četvrtvalnom faznom pločom. Uz pomoć ovog dijela moguće je odrediti razliku puta između dva početka zraka. Djeluje u skladu s fenomenom dvostrukog loma svjetlosti u kristalima.
Transformirajuća svjetlost
Jednostavne i izuzetne grede imaju različite brzine. Njihove optičke duljine puta također nisu iste. Stoga stječu razliku putovanja, mjerenu debljinom kristala kroz koji prolaze. Postavlja se duž putanje kratkog snopa iza polarizatora i rotira tijekom montaže dok se njegove osi vibracija ne poklope s optičkim osi.
U ovom položaju, četvrtvalna ploča pretvara linearno polarizirane zrake u kružno polariziranu svjetlost (i obrnuto), povećavajući razliku hoda na 90 stupnjeva. Svi polari su napravljeni s takvim značajkama. Razlika u cijeni i kvaliteti je zbog dodatnih slojeva: zaštitnih, antirefleksnih, vodoodbojnih.
Pojava
Kada je razvijen filtar za polarizaciju leće? Ovaj proizvod nastao je razvojem elemenata automatizacije TTL kamere, koji su, za razliku od fotografskih materijala, postali ovisni o inovativnim učincima na svjetlost.
Općenito, zračenje linearne polarizacije otežava mjerenje, a kod SLR fotoaparata djelomično ometa automatsko fazno fokusiranje.
U astronomiji su "polarici" dio uređaja uz pomoć kojih se proučavaju kružne i linearne promjene svjetla objekata u svemiru.
Polarizacijski nadzor je osnovna metoda za dobivanje informacija o jačini magnetskog polja u područjima gdje se zračenje stvara, recimo, na bijelim patuljcima.
Nikon CPL
Nikon 52 mm polarizacijski filtar CPL vrijedna je prednost za pejzažne fotografe i za one koji vole dobivati kvalitetne slike. Postoji najmanje šest razloga zašto trebate kupiti ovaj proizvod:
- Za fotografiranje vode (postaje tamnija i prozirnija).
- Snimanje krajolika (povećava se "zasićenost" zelenila i neba).
- Za snimanje pod kutom kroz prozor (za uklanjanje odsjaja i odsjaja od stakla).
- Uklanjanje odsjaja po sunčanom danu (od vode, stakla, automobila).
- Povećajte brzinu zatvarača za nekoliko koraka (po potrebi).
- Zaštita leće od mehaničkog opterećenja.
Ovaj filter je neophodan za one koji putuju u tople zemlje - nezamjenjiv je pomoćnik u izradi šarenih fotografija. Na jakoj sunčevoj svjetlosti, ovaj uređaj poboljšava kvalitetu slike povećanjem kontrasta i zasićenosti uz eliminiranje zamagljenja.
Ograničenja
Oni ljudi koji žele naučiti kako snimiti dobre fotografije uzimaju lekcije fotografije od profesionalaca. Kako koristiti polarizacijski filter? Uređaj potrebnog promjera mora se pričvrstiti na leću kamere. Rotirajući kristal u filteru, trebate odabrati željeni, koji će vam omogućiti da eliminirate odsjaj vode ili stakla prilikom snimanja, kao i da dobijete pahuljastije i bijele oblake, zasićeno nebo.
Postoje neka ograničenja za korištenje takvih uređaja:
- Prilikom rotacije polarizacijskog filtera, uzmite u obzir da će se očekivano područje marginalnog učinka nalaziti približno 90 stupnjeva od primarne pozicije. Ako se uređaj zakrene za 180 stupnjeva, ovaj će manevar vratiti sliku u početno stanje.
- Polarici ublažavaju svjetlosni tok koji ulazi u matricu fotoaparata kroz leću, pa profesionalci često povećavaju ravnotežu ekspozicije za 1-2 koraka.
Nedostaci
Lekcije fotografije neophodne su fotografima početnicima za stvaranje visokokvalitetnih snimaka. Utvrdili smo da su Polarics prilično korisni. Nažalost, oni imaju sljedeće nedostatke:
- Zbog ovog uređaja ekspozicija može zahtijevati 4-8 puta više svjetla (2-3 zaustavljanja) nego inače.
- Potreban im je određeni kut u odnosu na sunce kako bi postigli najbolje rezultate.
- Teško je kretati se tražilom kamere s ovim filterima.
- Ovo su neki od najskupljih uređaja.
- Zahtijevaju rotaciju, tako da može potrajati dulje za sastavljanje.
- Obično se ne mogu koristiti za širokokutne i panoramske snimke.
- Ako je filter prljav, može pogoršati kvalitetu slike.
Štoviše, ponekad su na fotografiji potrebne refleksije. Najistaknutiji primjeri su duge i zalasci sunca. Čim se polarizator nanese na bilo koji od njih, šarene refleksije mogu potpuno nestati ili izblijedjeti.
Filtri kamere su složeni uređaji. Ali s vremenom možete naučiti raditi s njima. "Polarik" se ponekad može koristiti kada je potrebno povećati trajanje ekspozicije. Budući da može smanjiti propušteno svjetlo za 4-8 puta (za 2-3 koraka), može se koristiti za snimanje vode i vodopada.
Kada je polarizator pričvršćen na širokokutnu leću, može stvoriti dramatično zamračenje rubova slike ("vinjetiranje"). Da biste to izbjegli, vjerojatno ćete morati kupiti "tanju" skupu verziju.
Kružni polarizatori stvoreni su kako bi autofokus i sustav mjerenja kamere ostali u funkciji kada je filtar uključen. Linearni "polarizatori" su puno jeftiniji, ali se ne mogu koristiti s većinom DSLR fotoaparata (budući da koriste fazni autofokus i TTL - mjerenje kroz leću).
Pri razmatranju ravnog vala u homogenom izotropnom mediju pokazalo se da je on poprečan, t.j. vektori su okomiti na smjer širenja (os). Radi jednostavnosti, pretpostavljeno je da je vektor orijentiran duž osi, te je utvrđeno da je u ovom slučaju vektor orijentiran uzduž osi (slika 50).
- Najjednostavniji slučaj linearno polariziranog vala
Međutim, treba imati na umu da orijentacija vektora i u odnosu na koordinatne osi ovisi o izvoru koji stvara val. U općem slučaju, smjerovi vektora mogu se razlikovati od smjera koordinatnih osi, što znači da svaki od vektora polja može imati komponente duž obje koordinatne osi, a početne faze komponenti mogu se razlikovati. To dovodi do činjenice da će se položaj vektora u prostoru razlikovati od najjednostavnijeg slučaja, kada ovaj vektor uvijek oscilira u ravnini.
Polarizacija elektromagnetskog vala je orijentacija u prostoru vektora jakosti električnog polja.
Postoje tri vrste polarizacije: linearna, kružna i eliptična. Kao što će biti pokazano, sve ove tri vrste su posebni slučajevi općeg eliptičkog prikaza.
Linearna polarizacija
Najjednostavniji slučaj je linearna polarizacija. Uzimajući u obzir izraz za vektor:
ispada da se polovica perioda smjer vektora poklapa s pozitivnim smjerom osi, a druga polovica mu je suprotna (slika 51). Dakle, u fiksnoj točki u prostoru, kraj vektora s protokom vremena kreće se duž odsječka ravne linije, a veličina vektora se mijenja u intervalu. Valovi s takvom orijentacijom vektora nazivaju se linearno polariziranim. Ravnina koja prolazi kroz smjer širenja vala i vektor naziva se ravnina polarizacije. U ovom primjeru, ravnina polarizacije je ravnina.
- Elektromagnetski val s linearnom polarizacijom
Linearna polarizacija iznimno je česta u antenskoj tehnologiji. Dakle, sva lokalna (nesatelitska) televizijska i radijska emisija odvija se na radio valovima linearne polarizacije. Položaj ravnine polarizacije u potpunosti je određen orijentacijom prijamne i odašiljačke antene. Budući da ravnina linearne polarizacije može biti ili ravnina paralelna s površinom zemlje ili okomita na nju, obično se nazivaju horizontalna, odnosno vertikalna ravnina polarizacije. Tako se televizijsko emitiranje obično odvija u horizontalnoj ravnini polarizacije, a radijsko emitiranje u vertikalnoj ravnini, iako postoje iznimke.
Superpozicija dvaju linearno polariziranih vala
Pretpostavimo sada da je val stvoren složenijom strukturom emitiranja i vektor ima dvije komponente, koje se mijenjaju ili u fazi ili s određenim faznim pomakom. Vektor u ovom slučaju također ima dvije komponente i povezan je s komponentama. Tada se u općem slučaju izraz za vektor ravnih valova u mediju bez gubitaka zapisuje u obliku
gdje su i amplitude komponenti, odnosno, i i su faze tih komponenti u točki u. Val ovog tipa može se promatrati kao superpozicija dvaju ravnih linearno polariziranih vala s međusobno okomitim ravninama polarizacije, koji se šire u jednom smjeru duž osi. Priroda promjene vektora tijekom vremena u fiksnoj točki u prostoru ovisi o odnosu između početnih faza i o amplitudama.
Razmotrimo što će se dogoditi u pojedinačnim posebnim slučajevima takvog vala. Da biste to učinili, razmotrite kut između osi i vektora u nekoj fiksnoj točki u prostoru. Očito, vrijednost ovog kuta ovisi o omjeru između trenutnih vrijednosti vektorskih komponenti (slika 52):
odnosno ovisi o omjeru količina, i, u općem slučaju se mijenja tijekom vremena. Da bi se dobio slučaj linearne polarizacije, potrebno je da komponente vektora budu u fazi ili antifazi. Prvo stavite, onda
U tom slučaju vektor u bilo kojem trenutku leži u ravnini koja prolazi kroz osi kuta s ravninom.
- Linearno polarizirani val
Sličan se fenomen također događa kada je razlika između početnih faza jednaka cijelom broju:
Očito je da se at ili linearno polarizirani val pretvara u val s čisto horizontalnom ili čisto vertikalnom polarizacijom.
- Horizontalna i vertikalna polarizacija
Razmotrimo drugi poseban slučaj. Neka su amplitude komponenti jednake, a početne faze se razlikuju za:
Zamjenom ovih vrijednosti u izraz za kut, dobivamo:
odakle slijedi da
gdje je cijeli broj. Ova jednakost znači da se kut u fiksnoj točki u prostoru povećava s vremenom. U ovom slučaju, veličina vektora ostaje nepromijenjena:
Dakle, u fiksnoj točki u prostoru, vektor se, dok ostaje nepromijenjen u veličini, rotira s kutnom frekvencijom oko smjera osi. U ovom slučaju kraj vektora opisuje kružnicu (slika 54.). Valovi ovog tipa nazivaju se kružno polarizirani valovi.
- Kružna polarizacija ravnog vala
Također je lako provjeriti da će val imati kružnu polarizaciju ne samo u kućištu, već također
Duž smjera širenja (duž osi) u fiksnom trenutku vremena u mediju bez gubitaka, kraj vektora opisuje spiralu s korakom jednakim valnoj duljini. Projekcija ove linije na ravninu tvori kružnicu. Tijekom vremena, ova spiralna linija pomiče se duž osi duž cilindra s faznom brzinom.
Ovisno o smjeru rotacije vektora oko osi širenja, razlikuju se valovi s lijevom i desnom kružnom polarizacijom. U slučaju desne polarizacije, vektor se rotira u smjeru kazaljke na satu kada se gleda duž smjera širenja, a u slučaju lijeve kružne polarizacije, u suprotnom smjeru. U razmatranom primjeru val ima desnu polarizaciju. Očito će ista polarizacija biti i u slučaju
val ima lijevu kružnu polarizaciju.
Vektor homogenog vala je posvuda iu svakom trenutku okomit na vektor i proporcionalan mu po veličini. Dakle, za razliku od linearne polarizacije, polje putujućeg vala s kružnom polarizacijom u bilo kojem trenutku vremena nije jednako nuli ni u jednoj točki u prostoru.
U slučaju medija s gubicima, linija koja spaja krajeve vektora u istom trenutku u različitim točkama osi je spirala polumjera koji se mijenja duž osi prema zakonu.
U najopćenitijem slučaju širenja vala, kada će kraj vektora opisivati određenu elipsu s fiksnim i promjenjivim u prostoru (slika 55). Općenito, poluosi elipse ne podudaraju se s koordinatnim osi.
−Eliptički polarizirani val
Za određivanje eliptičnosti polja koristi se koeficijent eliptičnosti, koji karakterizira omjer male poluosi elipse i glavne osi:
Kada se elipsa degenerira u krug, ovaj slučaj odgovara elektromagnetskom valu s kružnom polarizacijom. Ako, onda se elipsa degenerira u ravnu liniju - ovo je linearno polarizirani val.
Pri razmatranju eliptičke i kružne polarizacije, razmatrali smo superpoziciju dvaju linearno polariziranih vala. Kao što smo vidjeli, polje s bilo kojom vrstom polarizacije može se predstaviti kao zbroj dvaju valova polariziranih linearno u dvije ortogonalne ravnine. Može se dokazati i suprotno: eliptički ili linearno polarizirani val može se predstaviti kao zbroj dvaju vala s kružnom polarizacijom i suprotnim smjerovima rotacije.
Neka u smjeru osi OZšire se dva elektromagnetska vala. Jačina električnog polja jednog vala oscilira u smjeru osi OY u pravu EY (z, t)= eozin (kz-wt) a drugi je u smjeru osi VOL u pravu npr. (z, t)= Eocos (kz-wt) Faza titranja vala s električnim poljem orijentiranim duž osi VOL, zaostaje p / 2 iz faze drugog vala. Otkrijmo prirodu oscilacija vektora napetosti rezultirajućeg vala.
Možete samo osigurati da se modul rezultirajućeg vala ne mijenja s vremenom i da je uvijek jednak Eo... Tangenta kuta između osi VOL i vektor jakosti električnog polja u točki z jednako je
tgj === tg (kz-wt). (jedan)
Iz (1) proizlazi da je kut između vektora jakosti električnog polja vala i osi VOL - j- mijenja se tijekom vremena u skladu sa zakonom j (t) = kz-wt Vektor jakosti električnog polja rotira jednoliko s kutnom brzinom jednakom w... Kraj vektora električnog polja pomiče se duž zavojne linije (vidi sliku 27). Ako pogledate promjenu vektora napetosti od ishodišta u smjeru širenja vala, tada se rotacija događa u smjeru kazaljke na satu, t.j. u smjeru vektora magnetske indukcije. Takav se val naziva desno kružno polariziranim.
Elektromagnetski val s kružnom polarizacijom, padajući na tvar, prenosi rotaciju na elektrone tvari.
Ishod: dešnjak elektromagnetski val ima moment zamaha usmjeren duž širenja vala, ljevoruk elektromagnetski val ima moment impulsa usmjeren protiv širenja vala. Ovaj će se rezultat koristiti u proučavanju kvantne fizike.
Kada se zbrajaju ravni valovi linearne polarizacije s ravninama orijentiranim pod pravim kutom i s proizvoljnim faznim pomakom a, rezultirajuća promjena vektora napetosti u danoj točki z može se rotirati uz istovremenu periodičnu promjenu modula. Kraj vektora jakosti električnog polja vala u ovom se slučaju kreće duž elipse. Ova vrsta polarizacije naziva se eliptična. Može biti lijevo ili desno. Slika 29 prikazuje putanje kraja vektora intenziteta rezultirajućeg električnog polja dvaju valova iste amplitude s horizontalnom i vertikalnom ravninom polarizacije pri različitim vrijednostima faznog pomaka - od 0 prije str... S faznim pomakom jednakim nuli, rezultirajući val je ravninski polariziran s ravninom polarizacije koja čini kut str / 4 s horizontalnom ravninom. Uz fazni pomak jednak str / 4, - eliptična polarizacija, at p / 2- kružna polarizacija, at 3p / 4- eliptična polarizacija, at str- linearna polarizacija.
Kada je val zbroj nasumično polariziranih komponenti s kaotičnim skupom faznih pomaka, gube se svi učinci polarizacije. Kažu da elektromagnetski val u ovom slučaju nije polariziran.
