در این جستار جوینده سعی داشته در ابتدا با تعریف موج در آغاز جست وجوی خود سعی کرده برای شرح نور پلاریزه ابتدا موج را بیان نماید و نمونه های قابل مشاهده ای را بیان نماید تا تعریف نور پلاریزه آسان تر کردد .
در ادامه شما را با روش های معمول تولید نور چلاریزه آشنا می دهد و یک دید کلی را به خواننده می دهد .
سپس چند نمونه از کاربردهای زیستی نور پلاریزه را بیان می نماید.
روشهای قطبیده کردن نور
قطبش بوسیله انعکاس
اگر بر سطح آینهای نور بتابانیم شعاع بازتاب بطور جزئی قطبیده خواهد بود، موقعی که زاویه تابش به 57 درجه برسد شعاع بازتاب کاملاً قطبیده میشود. اگر نور قطبیده را به آینه دوم که سطح آن با اولی موازی است با زاویه 57 درجه بتابانیم نور منعکس قطبیده خواهد ماند. حال اگر برآیند دوم را 90 درجه بچرخانیم، منعکس از آن حذف خواهد شد و اگر دوباره 90 درجه بچرخانیم شعاع منعکس قطبیده ظاهر خواهد شد و این عمل در هر 90 درجه چرخاندن تکرار خواهد شد در این حالت آینه اول را پلاریزور و آینه دوم را آنالیزور میگویند.
قطبش در اثر شکست مضاعف
اگر شعاع نور معمولی را به (کربنات کلسیم) بتابانیم انکسار مضاعف پیدا میکند و قطبیده میشود و دو شعاع قطبیده خواهد داد که معمولا با O شعاع عادی و به شکل E نور غیرعادی نامگذاری شدهاند که هر دو قطبیدهاند نورعادی از قوانین شکست پیروی میکند ولی شعاع غیرعادی پیروی نمیکند.
تصویر
قطبش با جذب انتخابی
اگر شعاع نورانی طبیعی را به بلور تورمالین بتابانیم انکسار مضاعف پیدا خواهد شد، تورمالین نور عادی را جذب کرده نور قطبیده غیر عادی را عبور خواهد داد. اگر بلور تورمالین دوم را در مسیر این نور قطبیده شده غیرعادی داده آن را جای آنالیزور بکار ببریم با چرخاندن آن شدت نور قطبیده تغییر خواهد کرد محور دو بلور اگر موازی باشد نور شدید و اگر عمود بر هم باشند نور ضعیف خواهد شد و خارج نخواهد شد.
قطبش در اثر پراکندگی نور و رنگ آبی آسمان
شعاع نور طبیعی خورشید که به مولکولهای هوا و ذرات گروه غبار میتابد مولکولها و ذرات فوق بزرگی و انرژی ارتعاشی الکترونهایشان طوری است که نور تابیده را جذب نموده و در جهات دیگری غیر از جهت تابش اولیه ، نور تابش میکنند این پدیده را پراکندگی نور مینامند. نور پراکنده شده توسط ذرات قطبیده است. پراکندگی با توان چهارم طول موج نسبت معکوس دارد.
بنابراین نورهای آبی و نیلی و بنفش بیشتر از نورهای دیگر بطرف زمین پراکنده میشوند و اثر این نورها بر چشم آبی است، به همین دلیل آسمان به رنگ آبی دیده میشود. با افزایش گرد و غبار و مولکولها در هوای شهرها ، طیف های بیشتر نور پراکنده شده آسمان از حالت آبی بودن به حالت سفیدی می گراید اگر این پدیده نبود، یعنی جو زمین وجود نداشت آسمان تیره دیده میشد رنگهای مختلف آب دریا از ساحل به طرف داخل آن نیز در اثر وجود ذرات مختلف پراکنده کننده نور است.
عینکهای آفتابی قطبیده شده از قانون بروستر برای کاهش تشعشع ناشی از بازتاب خورشید روی سطوح آب یا جاده استفاده میکنند. در یک محدودهٔ بزرگ از زاویههای اطراف زاویهٔ بروستر بازتاب قطبش p نور کمتر از قطبش s میباشد؛ بنابراین اگر خورشید در آسمان پایین باشد، نور بازتابی اکثراً دارای قطبش s میباشد. عینکهای قطبشی از مواد قطبشی مانند: ورقههای پلاروید برای مسدود کردن قطبش افقی نور استفاده میکنند که ترجیحاً بازتابهای سطوح افقی را مسدود میکند. این اثر برای سطوح صاف مثل آب بسیار قوی است، اما برای بازتاب از جادهها و سطح زمین کاهش مییابد. عکاسها از بعضی اصول از بین بردن بازتابها از آب استفاده میکنند تا بتوانند از اجسام زیر سطح آب عکس بگیرند.
منشور نیکول (Nicol) بدین گونه ساخته میشود که یک بلور کلسیت را در امتداد قطرش برش میدهند سپس قطعات بدست آمده را بوسیله صمغ مخصوصی بنام صمغ کانادا (Canada blasm) به همدیگر میچسبانند. ضریب شکست این ماده 55/1 است که از ضریب شکست کلسیت برای شعاع عادی 656/1n= کمتر است و از ضریب شکست شعاع غیر عادی 482/1=n بیشتر میباشد. لذا وقتی که نور به محل اتصال دو نیمه میرسد نور غیر عادی انعکاس کلی پیدا میکند و تنها نور عادی از آن خارج میشود و بنابراین نور خارج شده یک دسته پرتو پلاریزه شده میباشد. میتوان پلاریزه بودن نور خارج شده را بوسیله یک منشور دوم امتحان نمود. در صورتی که دو منشور نیکل به موازات همدیگر قرار گیرند نور خارج شده از اولی بدون تغییر از دومی نیز خارج میشود و در صورتی که محور پلاریزاسیون آنها عمود بر هم قرار گیرند نور پلاریزه خارج شده از اولی از دومی عبور نمینماید.
ماده تورمالین را نمیتوان به جای منشور نیکول استفاده نمود، بخاطر آنکه این بلور رنگین است لذا نور سفید از آن عبور نمیکند.
1 - عناصری که تحت نور پلاریزه قابل رویت باشند اصطلاحا" بایرفرینجنت Birefringent نامیده می شوند.
2- ماده ای که قادر است صفحه نور پلاریزه را در جهت حرکت عقربه ساعت به اندازه 90 درجه بچرخاند دارای بایر فرینجنت مثبت است. ماده ای که قادر است نور پلاریزه را در خلاف جهت عقربه ساعت به اندازه 90 درجه به پرخاند دارای بایرفرینجنت منفی است.
3- می توان میکروسکپ معمولی را مبدل به میکروسکپ پلاریزه کرد. دو فیلتر پلاریزه کننده باید در حالت بعلاوه نسبت به هم نصب شود.اولین فیلتر یا فیلتر " پلاریزه " در قسمت فیلتر نگهدار کندانسور قرار می گیرد و دومین فیلتر که به نام " آنالایزر" نامیده می شود باید بین عدسیهای شیئی و چشمی قرار بگیرد.