Unterschied zwischen polarisiertem und unpolarisiertem Licht

Hauptunterschied - polarisiertes Licht gegen unpolarisiertes Licht

Abhängig von der Art und Weise, in der die elektrischen Felder in Lichtwellen schwingen, werden Wellen in klassifiziert polarisiert und unpolarisiert Licht. Das Hauptunterschied zwischen polarisiertem und unpolarisiertem Licht ist das polarisiertes Licht hat elektrische Felder, die in eine Richtung schwingen, wohingegen unpolarisiertes Licht elektrische Felder hat, die in alle Richtungen schwingen.

Was ist polarisiertes Licht?

Licht ist eine elektromagnetische Welle. Es besteht aus einem elektrischen und einem magnetischen Feld, die im rechten Winkel zueinander schwingen. Die Welle selbst breitet sich in einer Richtung senkrecht zu Schwingungen sowohl im elektrischen als auch im magnetischen Feld aus. Dies ist in dem folgenden Diagramm dargestellt: Die Schwingungen der elektrischen und magnetischen Felder sind durch schwarze Pfeile dargestellt, während der graue Pfeil die Richtung angibt, in die sich die Welle bewegt.

Schwingungen in einer elektromagnetischen Welle.

Im polarisiertes Licht, Schwingungen finden in eine Richtung statt. Wenn wir die Richtung der Schwingungen betrachten, betrachten wir normalerweise die Richtung der Schwingung des elektrischen Feldes (wenn das elektrische Feld in einer einzigen Richtung schwingt, schwingt auch das Magnetfeld in einer einzigen Richtung, weil sie immer im rechten Winkel liegen zueinander).

Was ist unpolarisiertes Licht?

Sonnenlicht oder von einer Glühlampe ausgestrahltes Licht sind unpolarisiert. Dies bedeutet, dass die Schwingungen von Lichtwellen laufen nicht alle in eine Richtung. Licht wird durch diese Objekte als Ergebnis zufälliger Prozesse in Atomen dieser Objekte gegeben. Folglich haben elektromagnetische Wellen, die von diesen Objekten kommen, Schwingungen in zufälligen Richtungen.

Unpolarisiertes Licht kann in polarisiertes Licht umgewandelt werden, indem das Licht durch einen Polarisationsfilter geleitet wird. Polarisationsfilter bestehen aus langen Ketten von organischen Molekülen, die parallel zueinander angeordnet sind. Wenn Licht einen Polarisationsfilter durchläuft, absorbiert der Filter Komponenten elektrischer Felder im Licht, die parallel zu der Richtung sind, in der die organischen Moleküle angeordnet sind. Daher würde das elektrische Feld des Lichts, das aus einem Polarisationsfilter austritt, entlang einer Richtung oszillieren. Mit anderen Worten, das Licht, das austritt, wäre polarisiert.

Funktionsweise eines Polarisationsfilters: Auf ein Polarisationsfilter einfallendes unpolarisiertes Licht weist Schwingungen in alle Richtungen auf. Sobald dieses Licht den Filter passiert hat, hat das austretende Licht nur in einer Richtung Schwingungen.

Polaroid-Sonnenbrillen verwenden Polarisationsfilter. Das Licht, das durch Blendungen von der Straße oder von einer Wasseroberfläche kommt, ist polarisiert. Da die Polaroid-Sonnenbrille über einen Polarisationsfilter verfügt, kann ein erheblicher Teil des von der "Blendung" ausgehenden Lichts nicht durch die Sonnenbrille hindurchgehen und Ihre Augen erreichen, wenn Sie einen Blick durch diese Sonnenbrille blicken.

Oberfläche eines Sees ohne Polarisationsfilter (links) und mit Polarisationsfilter (rechts). Der Polarisationsfilter schneidet einen erheblichen Teil der Blendung ab.

In einer Art Polarisation genannt Zirkulare Polarisation, Die Schwingungsrichtung des Lichts an jeder Position ändert sich ständig. In Filmen verwendete 3D-Brillen verwenden diese Art der Polarisation. Hier besteht das auf dem Bildschirm erzeugte Bild aus zwei Bilder, von denen eines Licht abgibt, dessen Polarisationsrichtung sich im Uhrzeigersinn ändert, während sich die Polarisationsrichtung des anderen Bildes im Gegenuhrzeigersinn ändert. Jede Seite der 3D-Brille verfügt über einen Polarisationsfilter, der nur einen dieser Lichtarten zulässt. Auf diese Weise erhält jedes Auge ein eigenes Bild und das Gehirn interpretiert diese Bilder in 3D-Form.

Das Video enthält eine gute Beschreibung sowie mehrere Demonstrationen mit polarisiertem Licht.

Unterschied zwischen polarisiertem und unpolarisiertem Licht

Richtung der Schwingungen

Im polarisiertes Licht, zu einem bestimmten Zeitpunkt können die Schwingungen nur in einer Richtung stattfinden.

Im unpolarisiertes Licht, Schwingungen können zu jeder Zeit in jede Richtung stattfinden.

Phasendifferenz zwischen x- und y- Komponenten

Zum polarisiertes Licht, das x- und y- Komponenten des elektrischen Feldes haben eine konstante Phasendifferenz zwischen ihnen.

Im unpolarisiertes Licht, die Phasendifferenz zwischen dem x- und y- Komponenten des elektrischen Feldes ändern sich unvorhersehbar.

Quellen

Licht, das durch natürliche Quellen erzeugt wird, ist immer polarisiert.

Nicht polarisiert Licht kann erzeugt werden, wenn unpolarisiertes Licht einer Reflexion, Streuung oder einem Material ausgesetzt wird, das Polarisation verursachen kann.

Bildhöflichkeit:

"Elektromagnetische Welle" von User: LennyWikidata (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons

"Ein Drahtgitter-Polarisator" von Bob Mellish (Eigenes Werk) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons

"Reflexion der Wolke auf der Wasseroberfläche mit Polarisationsfilter entfernt" von Amithshs (Eigene Arbeit) [Public Domain], über Wikimedia Commons