استقطاب الضوء

استقطاب الضوء يعتبر المصطلح الذي يطلق على الموجات الضوئية، ونوضح إليك شرح درس استقطاب الضوء؛ لأن ظاهرة الاستقطاب الضوئي وخصائصه تعد من أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية، ويتم تصنيف الضوء تبعًا للاتجاه الذي انتشرت به الموجات الضوئية، وكذلك نوضح إليك أهم الأنماط المختلفة للاستقطاب، وأنواع الاستقطاب الذي يحدث للموجات الضوئية.

ماهو الاستقطاب

الاستقطاب هو المصطلح الذي يتم إطلاقه على الموجات الضوئية التي تتميز بالترتيب والانتظام، وهو عبارة عن جمع تذبذبات الموجات الضوئية في اتجاه واحد، والموجات المستعرضة هي الموجات التي تتعرض إلى الاستقطاب، بينما الموجات الطولية لا تتعرض إلى الاستقطاب.

تجربة استقطاب الضوء يتم إجرائها عندما تبدأ الموجات في الانتشار بصورة عمودية في حالة توفر مجال كهربائي، سواء كان الانتشار من أعلى، أو من أسفل، أو كان الانتشار للموجات بصورة عكسية، والتصنيف للضوء يمكن أن يحدث في المواد التي تتضمن الخاصية البلورية.

أنماط استقطاب الضوء

يأخذ الضوء المستقطب بعض الأنماط المختلفة بفضل التركيب المنتظم للموجات وتتمثل فيما يلي:

· الضوء المستقطب بصورة مستقيمة.

· والضوء المستقطب في الاتجاه الدائري.

· وهناك أيضًا الضوء المستقطب إهليليجيًا.

· كما يمكن الحصول على الضوء المستقطب عبر استخدام مرشح الاستقطاب الذي يساعد في استقطاب الضوء في اتجاه واحدبمركبة المجال الضوئي.

أنواع الاستقطاب

تتمثل أهم أنواع استقطاب الضوء فيما يلي:

· الاستقطاب بالانعكاس: هذا النوع من أبسط أنواع الاستقطاب، ويتم الاعتماد فيه على انعكاس الضوء بين وسطين ويفصل بينهم سطح زجاجي، ويسير الضوء في خط مستقيم بشرط أن يكون معامل الانكسار مختلف في كلًا الوسطين.

· الاستقطاب بالانكسار المضاعف: ينتج الاستقطاب المضاعف نتيجة استخدام الأوساط المتباينة الخواص وينتج عنه انكسار الضوء بصورة مضاعفة.

· استقطاب الضوء بالتبعثر: يحدث استقطاب للضوء في حالة السقوط على سطح ذات أبعاد مرتبة بشكل طولي، ويكون التبعثر على الضوء أما بصورة جزئية، أو بصورة كاملة نتيجة التعثر الذي تعرض له الضوء في اتجاه مستقيم.

كيف يحدث استقطاب الضوء

يحدث استقطاب الضوء كما نوضح إليك في التجربة التالية:

· نحضر حبل مهتز، ونقوم بنشر موجة عرضية به، وتنتشر في الاتجاه العمودي على طول الحبل.

· ويتم إصدار مصدر الضوء من اليسار بشرط أن يكون مكون من مجالين غير متشابهين أحدهما مجال مغناطيسي، والمجال الأخر يكون مجال كهربائي.

· والأهم أن المجالين كل منهما عمودي على الاتجاه الأخر، وخلال نفس الوقت يكونوا في اتجاه عمودي على الاتجاه الذي تنتشر به الموجه.

· وهذه الموجة تمر من خلال حائل في الوسط تسمح فقط بمرور المركبة الرأسية الخاصة بالشعاع.

· وعلى الحائل يتم إسقاط ضوء مستقطب من الاتجاه الأيمن، فيتم تموج هذا الضوء بصورة رأسية، وتفقد هذه الموجة الموجات المغناطيسية التي تكون مقترنة بها.

· ويطلق على هذه الموجات في هذه الحالة اسم استقطاب الضوء الخطي.

من التطبيقات العملية على الاستقطاب

يتم استخدام نظرية استقطاب الضوء في المجالات التالية:

· يستخدم في المراقبة الكلية للغابات، والمحيطات، وكذلك يتم استخدامها في التصحر عبر منظومات الاستشعار عن بعد.

· وكذلك يتم الاعتماد على هذه النظرية في علم الفلك.

· ويتم الاعتماد عليها في المراقبة لجودة الصناعات الدوائية، والتحكم في مختلف الإجراءات خلال الصناعات الغذائية، وكذلك الصناعات الكيميائية.

· والأهم أن هذه النظرية يتم الاعتماد عليها في الاستطلاع، بالإضافة إلى استخدامها في منظومات الرادار.

· ويتم استخدام هذه النظريات في الرسم للخرائط الطبوغرافية الخاصة بسطح الكرة الأرضية.

· وكذلك يتم الاعتماد عليه في التحديد الجيد لارتفاع الغابات، كما يتم استخدامه في تحديد الكتلة الحيوية، بالإضافة إلى استخدامه في تحديد سماكة الجليد.