Fislab
الرئيسية / الدروس / استقطاب الضوء

🕶️ استقطاب الضوء

Polarization of Light
⏱️ 12 دقيقة 📂 الضوء والبصريات 🎯 مستوى متوسط
ما هو الاستقطاب؟ ظاهرة تحدث عندما تنتقل موجات الضوء وهي تهتز في مستوى واحد فقط (بدلًا من الاهتزاز في جميع المستويات العمودية على اتجاه الانتشار). تحدث هذه الظاهرة فقط للموجات المستعرضة (Transverse)، مثل الموجات الكهرومغناطيسية، ولا تحدث للموجات الطولية.
قانون مالوس (Malus's Law): \[I = I_0\cos^2\theta\]

حيث: \(I_0\) شدة الضوء الداخل (بعد المرشح الأول)، \(\theta\) الزاوية بين محوري الاستقطاب (للمرشح الأول والثاني)، و\(I\) شدة الضوء الخارج (بعد المرشح الثاني).

متى يحدث الاستقطاب؟
  • عند الانعكاس عن الأسطح غير المعدنية بزاوية معينة (زاوية بروستر)
  • عند المرور خلال مواد ثنائية الانكسار (كبعض البلورات)
  • عند استخدام مرشحات استقطاب صناعية (بولارويد)
زاوية بروستر (Brewster's Angle): \[\tan\theta_B=\dfrac{n_2}{n_1}\]

حيث \(\theta_B\) هي زاوية السقوط التي يصبح عندها الضوء المنعكس مستقطبًا تمامًا، و\(n_1,n_2\) معاملا انكسار الوسطين (وسط الضوء الساقط ووسط السطح العاكس).

كيف تعمل مرشحات الاستقطاب (بولارويد)؟ يسمح المرشح بمرور مركبة المجال الكهربائي للضوء المتذبذبة في اتجاه محور المرشح فقط، بينما يمتص المركبة المتعامدة على هذا المحور. لذلك تعمل النظارات الشمسية المستقطبة بمحور رأسي، فتمنع مرور الضوء المستقطب أفقيًا (الناتج عن الانعكاس عن أسطح أفقية كالماء أو الطرق)، مما يقلل الوهج.
التطبيقات العملية:
  1. النظارات الشمسية المستقطبة (تقلل الوهج)
  2. شاشات LCD
  3. التصوير الفوتوغرافي (التحكم في الانعكاسات)
  4. القياسات البصرية في المختبرات
  5. نظارات السينما ثلاثية الأبعاد
🕶️ محاكاة تفاعلية — استقطاب الضوء
🖱️ فعّل مرشحًا واحدًا أو اثنين أو ثلاثة، وغيّر زاوية كل مرشح، وراقب كيف يتغيّر اهتزاز مركبة المجال الكهربائي للضوء بعد كل مرشح.
لاحظت خطأ؟ أو عندك سؤال عن التجربة؟ اكتبه بالتعليقات وحدد مكانه بالضبط.