Differenza tra luce polarizzata e non polarizzata

Differenza principale - Luce polarizzata vs. non polarizzata

A seconda del modo in cui i campi elettrici delle onde luminose oscillano, classifichiamo le onde in polarizzata e non polarizzata luce. Il differenza principale tra la luce polarizzata e quella non polarizzata è quella la luce polarizzata ha campi elettrici che oscillano in una direzione, mentre la luce non polarizzata ha campi elettrici che oscillano in tutte le direzioni.

Cos'è la luce polarizzata

La luce è un'onda elettromagnetica. Consiste in un campo elettrico e un campo magnetico che si muovono ad angolo retto l'uno rispetto all'altro. L'onda stessa si propaga in direzione perpendicolare alle oscillazioni nei campi elettrico e magnetico. Questo è mostrato nello schema seguente: le oscillazioni dei campi elettrico e magnetico sono mostrate da frecce nere mentre la freccia grigia indica la direzione in cui l'onda sta viaggiando.

Oscillazioni in un'onda elettromagnetica.

Nel luce polarizzata, le oscillazioni avvengono in un'unica direzione. Tipicamente, quando consideriamo la direzione delle oscillazioni, consideriamo la direzione dell'oscillazione del campo elettrico (se il campo elettrico oscilla in un'unica direzione, il campo magnetico oscilla anche in una sola direzione, perché sono sempre ad angolo retto a vicenda).

Cos'è la luce non polarizzata

La luce del sole o la luce emessa da una lampada a filamento sono non polarizzata. Ciò significa che il le oscillazioni delle onde luminose non sono tutte in una sola direzione. La luce è data da questi oggetti come risultato di processi casuali che avvengono negli atomi di quegli oggetti. Di conseguenza, le onde elettromagnetiche provenienti da questi oggetti hanno oscillazioni in direzioni casuali.

La luce non polarizzata può essere trasformata in luce polarizzata facendo passare la luce attraverso un filtro di polarizzazione. I filtri di polarizzazione sono fatti di lunghe catene di molecole organiche, disposte in parallelo l'una all'altra. Quando la luce passa attraverso un filtro di polarizzazione, il filtro assorbe componenti di campi elettrici nella luce che sono paralleli alla direzione in cui sono disposte le molecole organiche. Pertanto, la luce che esce da un filtro di polarizzazione avrebbe il suo campo elettrico che oscilla lungo una direzione. In altre parole, la luce che uscirà sarebbe polarizzata.

Come funziona un filtro polarizzatore: la luce non polarizzata incidente su un filtro polarizzatore ha oscillazioni lungo tutte le direzioni. Una volta che questa luce passa attraverso il filtro, la luce che esce ha delle oscillazioni solo lungo una direzione.

Gli occhiali da sole Polaroid utilizzano filtri polarizzanti. La luce proveniente da riflessi dalle strade o da una superficie d'acqua è polarizzata. Poiché gli occhiali da sole Polaroid hanno un filtro polarizzante, quando guardi un bagliore attraverso questi occhiali da sole, una porzione significativa della luce proveniente dal "bagliore" non è in grado di viaggiare attraverso gli occhiali da sole e raggiungere i tuoi occhi.

Superficie di un lago vista senza filtro polarizzatore (a sinistra) e con filtro polarizzatore (a destra). Il filtro polarizzatore elimina una parte significativa del riflesso.

In un tipo di polarizzazione chiamato polarizzazione circolare, la direzione dell'oscillazione della luce in una data posizione cambia costantemente. Gli occhiali 3D utilizzati nei film fanno uso di questo tipo di polarizzazione. Qui, l'immagine prodotta sullo schermo è composta da Due immagini, una che emette luce la cui direzione di polarizzazione cambia in senso orario, mentre la direzione di polarizzazione dell'altra immagine cambia in senso antiorario. Ogni lato degli occhiali 3D ha un filtro di polarizzazione che consente solo uno di questi tipi di luce. In questo modo, ogni occhio riceve un'immagine separata e il cervello interpreta queste immagini in forma 3D.

Il video qui sotto ha una buona descrizione, insieme a diverse dimostrazioni con luce polarizzata.

Differenza tra luce polarizzata e non polarizzata

Direzione delle oscillazioni

Nel luce polarizzata, in un dato momento, le oscillazioni possono avvenire solo lungo una direzione.

Nel luce non polarizzata, le oscillazioni possono avvenire in qualsiasi direzione in un dato momento.

Differenza di fase tra X- e y- componenti

Per luce polarizzata, il X- e y- i componenti del campo elettrico hanno una differenza di fase costante tra di loro.

Nel luce non polarizzata, la differenza di fase tra il X- e y- i componenti del campo elettrico cambiano in modo imprevedibile.

fonti

La luce prodotta da fonti naturali sono sempre polarizzata.

non polarizzata la luce può essere prodotta quando la luce non polarizzata subisce riflessioni, dispersioni o viaggi attraverso un materiale che può causare polarizzazione.

Cortesia dell'immagine:

"Onda elettromagnetica" per Utente: LennyWikidata (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Un polarizzatore a griglia" di Bob Mellish (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Riflessione della nuvola rimossa sulla superficie dell'acqua mediante filtro polarizzatore" di Amithshs (Opera propria) [Public Domain], tramite Wikimedia Commons