۞ منتديات كنوز الإبداع ۞


 
الرئيسيةس .و .جبحـثالأعضاءالمجموعاتالتسجيلدخولاليومية

شاطر | 
 

 الاستقطاب

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
العربي

عضو جديد  عضو جديد
avatar

الجنس : ذكر


العمر : 23
الموقع مكة المكرمة
التسجيل : 12/03/2012
عدد المساهمات : 27

مُساهمةموضوع: الاستقطاب   الإثنين 09 أبريل 2012, 8:55 pm



الاستقطاب من أهم خصائص الموجات الكهرطيسية لأنها موجة مستعرضة. والجدير بالذكر أن الموجات الطولية لا يحدث لها استقطاب كما هو الحال في الموجات الصوتية.


معنى الاستقطاب

ولتوضيح معنى الاستقطاب نعتبر شكل (67) الذي يمثل موجة عرضية تنتشر في حبل يهتز. وهذه الموجة عرضية لأنها تنتشر على طول الحبل الذي يهتز في اتجاه عمودى على اتجاه انتشار الموجة.



المستقطب في هيئة شبكة مصبّعة يسمح بنفاذ الموجة المهتزة عرضيا في نفس اتجاه فتحات الشبكة ويمنع الأشعة الأخرى المهتزة في اتجاهات أخرى.


نلاحظ في الشكل أنه إذا كان اهتزاز الموجة يحدث في اتجاه الفتحة فإن الموجة ستنفذ خلال الفتحة وفي هذه الحالة تسمى موجة مستقطبة خطيا linearly polarized wave أي أن الموجة تمر في الفتحة إذا كان اتجاه استقطابها موازيا لاتجاه الفتحة أما عندما تكون الفتحة متعامدة مع اتجاه استقطاب الموجة فإن الموجة لا تمر. ويسمى الاتجاه الذي يحدث فيه اهتزاز الموجة المستقطبة خطيا باتجاه الاستقطاب polarization axis وإذا اعتبرنا الموجة الكهرومغناطيسية سنجد أن الموجة تنتشر في اتجاه محور السينات مثلا أو المحور x ويتذبذب المجال الكهربى في اتجاه محور الصادات أو المحور y بينما يتذبذب المجال المغناطيسى في اتجاه المحور ع أو.المحورz

هذه الموجة مستقطبة خطيا ويؤخذ اتجاه المجال الكهربى على أنه اتجاه الاستقطاب أو محور الاستقطاب. وعادة لا يذكر المجال المغناطيسى للسهولة ولأنه دائما عمودى على المجال الكهربى. أما الموجات الكهرومغناطيسية التي تنبعث من مصدر ضوئي عادى كفتيل المصباح الكهربى مثلا فإنها تكون غير مستقطبة unpolarized وفي هذه الحالة يتذبذب المجال الكهربى للضوء الغير مستقطب في جميع الاتجاهات مع كونه متعامدا مع اتجاه انتشار الضوء. وفي حالة الضوء الغير مستقطب يمكن تحليل المجال الكهربى إلى مركبتين في اتجاهين متعامدين كلاهما متعامد مع اتجاه انتشار الموجة وللاستقطاب أنواع منها: الاستقطاب بالانعكاس: إن أبسط الطرائق المتبعة لتوليد ضوء مستقطب استقطاباً مستقيماً هي طريقة الانعكاس الزجاجي (الانعكاس عن السطح الفاصل بين وسطين عازلين كالهواء والزجاج مثلاً). ويمكن إيضاح هذا الاستقطاب بإسقاط ضوء طبيعي وحيد اللون على السطح المستوي للوح زجاجي (مرآة مستوية) إن الضوء الطبيعي، كما سبق ذكره، يُعدّ مؤلفاً من اهتزازتين عرضانيتين متعامدتين وغير مترابطتين وبذلك يصبح الضوء المنعكس مستقطباً استقطاباً مستقيماً، ويوصف اللوح الزجاجي في هذه الحالة بأنه مقطِّب الاستقطاب بالانكسار المضاعف: تقسم الاوساط الفيزيائية إلى قسمين : متماثل المناحي isotropic: كالغازات والسوائل مختلف المناحي anisotropic:كبلورة الكلسيت وتتصف الأوساط متباينة المناحي بأنه يحدث فيها انكسار مضاعف (مزدوج). فإذا وضعت صفيحة من الكلسيت على رقعة من الورق الأبيض رُسمت عليها نقطة. فإنه يُرى لهذه النقطة صورتان (خيالان) حين يُنظر إليها ناظمياً. وحين تُدار الصفيحة في مستويها تظل إحدى الصورتين ثابتة في حين تدور الصورة الأخرى حولها. وتوصف البلورة بأنها أحادية المحور إذا كان لها محور ضوئي واحد، وتوصف بأنها ثنائية المحور إذا كانت ذات محورين ضوئيين. أنواع الستقطاب المضاعف: النكسار المضاعف (الطارئ-الميكانيكي-الكهربائي-المغناطيسي) استقطاب الضوء بالتبعثر: عندما تسقط حزمة من ضوء طبيعي على جزيئات أو جسيمات أبعادها من مرتبة طول موجة الضوء λ يتبعثر (يتشتت) الضوء في كل المناحي ويلاحظ أن الضوء المبعثر في اتجاه ما يكون مستقطباً استقطاباً جزئياً بوجه عام، ولكنه يكون مستقطباً استقطاباً تاماً إذا كان مبعثراً في منحىً عمودي على منحى انتشار الحزمة الأصلية. ويمكن تفسير استقطاب الضوء المبعثر بفعل الجسيمات الدقيقة بالقول: إن هذه الجسيمات تحتوي على إلكترونات تهتز اهتزازاً قسرياً بتأثير الضوء الساقط عليها فيكون منحى اهتزازها كمنحى الاهتزازة الضوئية الواردة، وتصبح هذه الجسيمات منابع ضوئية ينتشر منها الضوء في كل الاتجاهات. أنماط الضوء المستقطب : الضوء المستقطب استقطابا مستقيما الضوء المستقطب استقطابا دائريا الضوء المستقطب استقطاب اهليليجيا


المستقطب Polarizer - البـولارويد Polaroid

يمكن الحصول على ضوء مستقطب من الضوء الغير مستقطب بالاستعانة بعدسات مخصوصة تسمى مرشح استقطابي polarizer ومن المواد المستخدمة تجاريا تلك التي تندرج تحت اسم بولاريود. مثل هذه المواد تسمح لمركبة الضوء (أي مركبة المجال الكهربى) التي تتذبذب في اتجاه معين بالمرور خلالها بينما تمتص مركبة المجال المتعامد مع هذا الاتجاه كما هو موضح في شكل 68.

و يسمى الاتجاه الذي تسمح فيه العدسة بمرور المجال (أو الضوء) محور النفاذية Transmission axis أو محور الاستقطاب للمادة. ومهما كان اتجاه محور النفاذية فإنه عند سقوط الضوء غير المستقطب (الضوء العادي) على هذه المادة

فإن شدة الضوء المار من خلالها تكون نصف شدة الضوء الساقط ،والسبب في ذلك هو أن الضوء العادي غير المستقطب ويحتوى على مجال كهربى يتذبذب في جميع الاتجاهات العرضية عموديا على اتجاه انتشار شعاع الضوء وبنفس الشدة. ويمكن تحليل المجال الكهربى إلى مركبتين إحداهما في اتجاه محور النفاذية والأخرى في الاتجاه العمودى وتكون المركبتان متساويتان في الشدة. ولما كانت المركبة الموازية لمحور النفاذية هي التي تمر فإن الضوء النافذ ستكون شدته نصف شدة الضوء الساقط.

مرشح استقطابي في البصريات (بالألمانية : Polarisationsfilter) وبالفرنسية Polariseur هو مرشح ضوئي يمتص جزء من الضوء مماثل لاتجاه استقطاب المرشح.



مرشح استقطابي في أوضاع مختلفة أمام مصدر ضوء مستقطب LCD.لاحظ أن زاوية الحركة= 90 درجة.


مرشح استقطابي خطي

يتكون المرشح الاستقطابي الخطي من رقائق شفافة تُشد في اتجاه معين. ويعمل ذلك الشد على توجيه الجزيئات في الرقيقة في اتجاه موازي لاتجاه الشد. ثم تُطعم أو تُشوب الرقيقة باليود الذي تستطيع شحناته الكهربائية الحركة في اتجاه سلسلة الجزيئات، ولا تستطيع الحركة في الاتجاه العمودي عليها. يعمل هذا النظام على امتصاص المجال الكهربي للضوء الموازي لسلسلة الجزيئات. [1] وذلك النوع من المرشحات معروف تحت اسم بولارويد.


فائدته

يمنع استخدام المرشح الاستقطابي ظهور بريق الفلاش في الصور ويقلل من ظهور الانعكاس في الصور، مثل صور البحر.


كيفية عمله

يتكون الضوء من موجات كهرومغناطيسية تنبعث من مصدر ضوئي من أشعة يهتز فيها المجال الكهربائي عرضيا - أي عموديا على اتجاه انتشار الضوء (في الشكل من اليسار إلى اليمين). وتكون تلك الأشعة غير مستقطبة، بمعنى أن اهتزاز كل شعاع يمكن ان يتخذ أي اتجاه في الفراغ والمهم أن اهتزازه يكون عرضيا. في هذه الحالة يتذبذب المجال الكهربى للضوء الغير مستقطب في جميع الاتجاهات مع كونه متعامدا مع اتجاه انتشار الضوء. وعند مرور هذا الجمع من الأشعة خلال مرشح استقطابي، ويتمثل في الشكل في هيئة الشبكة المصبعة، فإن فتحات الشبكة لا تسمح بمرور إلا تلك الأشعة التي يهتز مجالها الكهربائي عرضيا وموازيا للفتحات. اشعة الضوء النافذة من ذلك المرشح المستقطب نسميها أشعة مستقطبة، وفي حالتنا هذه يكون اتجاه استقطابها رأسيا.

وعادة لا نذكر المجال المغناطيسى للشعاع الضوئي للسهولة، حيث أنه دائما عمودى على المجال الكهربى


توضيح الألوان وزيادة التباين

تبين الأمثلة الآتية الصورة قبل وبعد استخدام المرشح الاستقطابي عند التصوير. ويلاحظ أن ألوان السماء والبحر تزداد وضوحا كما يزيد التباين بين الغامق والفاتح. حتى أن أوراق الشجر تكتسب لونا بسبب أن انعكاس الضوء عليها يقل بفعل المرشح الاستقطابي.



بدون مرشح استقطابي



الصورة بالمرشح الاستقطابي

_________________
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
الاستقطاب
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
۞ منتديات كنوز الإبداع ۞ :: ۞ المنتديات العلمية ۞ ::  ₪ العلوم والتقنية ₪-
انتقل الى: