โพลาไรเซชันเป็นแนวคิดที่สำคัญในโลกของฟิสิกส์ เมื่อพูดถึงทัศนศาสตร์ ความเข้าใจและความสามารถในการจัดการโพลาไรซ์เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด ไม่เพียงแค่นี้ การควบคุมโพลาไรซ์ยังมีประโยชน์อย่างมากสำหรับแอพพลิเคชั่นสร้างภาพจำนวนมากเช่นกัน
อย่างไรก็ตาม ประโยชน์มหาศาลของโพลาไรซ์สามารถเก็บเกี่ยวได้ก็ต่อเมื่อเข้าใจคุณสมบัติของแสงอย่างเหมาะสมเท่านั้น แสงที่สำคัญสองประเภทภายใต้คุณสมบัตินี้คือ – แสงโพลาไรซ์และแสงโพลาไรซ์
แสงโพลาไรซ์กับแสงไม่โพลาไรซ์
ความแตกต่างระหว่างแสงโพลาไรซ์และแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์คือแสงโพลาไรซ์สามารถระบุได้เมื่อการสั่นสะเทือนของอนุภาคแสงถูกจำกัดให้อยู่ในระนาบเดียวทั้งหมด ในทางกลับกัน สามารถระบุแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ได้เมื่อการสั่นสะเทือนยังคงกระจัดกระจายและสามารถเกิดขึ้นได้บนระนาบเดียวมากกว่าหนึ่งลำ
แสงโพลาไรซ์หมายถึงคลื่นแสงที่การสั่นสะเทือนของอนุภาคแสงเกิดขึ้นในระนาบเดียว กระบวนการจำกัดแสงที่กระจัดกระจายในลักษณะที่เรียกว่าโพลาไรซ์ เรารู้วิธีการที่หลากหลายที่สามารถช่วยให้คลื่นแสงโพลาไรซ์ วิธีที่รู้จักกันดีบางวิธี ได้แก่ โพลาไรซ์โดยการส่งผ่าน การสะท้อนกลับ การหักเหของแสง และการกระเจิง
แสงที่ไม่มีขั้วหมายถึงคลื่นแสงเหล่านั้นซึ่งการสั่นสะเทือนของอนุภาคแสงเกิดขึ้นบนระนาบมากกว่าหนึ่งระนาบ ตัวอย่างที่เป็นประโยชน์ ได้แก่ คลื่นแสงที่ดวงอาทิตย์สาดส่อง ตะเกียงส่องสว่างในห้องเรียน หรือเปลวเทียนที่ส่องสว่างในห้องมืด ไฟฮาโลเจน และแม้แต่ไฟ LED
ตารางเปรียบเทียบระหว่างแสงโพลาไรซ์และแสงที่ไม่มีขั้ว
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | แสงโพลาไรซ์ | แสงไม่มีขั้ว |
| ความหมาย | แสงโพลาไรซ์หมายถึงคลื่นแสงเหล่านั้นที่ถูกจำกัดให้อยู่ในระนาบเดียวเท่านั้น | แสงที่ไม่มีขั้วหมายถึงคลื่นแสงที่กระจัดกระจายอยู่บนระนาบมากกว่าหนึ่งลำ |
| ทิศทาง | สนามไฟฟ้าของแสงโพลาไรซ์จะแกว่งไปในทิศทางเดียวเท่านั้น | สนามไฟฟ้าของแสงไม่มีขั้วจะสั่นในทุกทิศทาง |
| ธรรมชาติ | ธรรมชาติของแสงโพลาไรซ์มีความสอดคล้องกัน | ธรรมชาติของแสงที่ไม่มีขั้วนั้นไม่ต่อเนื่องกัน |
| ความเข้ม | ธรรมชาติของโพลาไรเซอร์ที่ใช้กำหนดความเข้มของแสงโพลาไรซ์ | ธรรมชาติของแหล่งกำเนิดคลื่นแสงกำหนดความเข้มของแสงที่ไม่มีขั้ว |
| การผลิต | แสงโพลาไรซ์โดยทั่วไปผลิตโดยแหล่งธรรมชาติ | แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์เกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงผ่านกระบวนการสะท้อน กระเจิง หรือพวกมันเดินทางผ่านวัสดุบางชนิด |
| ความแตกต่างของเฟส | ความแตกต่างของเฟสระหว่างส่วนประกอบ x และ y จะคงที่เสมอ | ความแตกต่างของเฟสระหว่างส่วนประกอบ x และ y จะเปลี่ยนแบบสุ่ม |
แสงโพลาไรซ์คืออะไร?
แสงโพลาไรซ์หมายถึงคลื่นแสงที่การสั่นสะเทือนของอนุภาคแสงถูกจำกัดให้อยู่ในระนาบเดียวเท่านั้น ในลักษณะนี้ทิศทางการสั่นสะเทือนของคลื่นจะเหมือนกันเสมอ ซึ่งหมายความว่าคลื่นแสงเหล่านี้จะแกว่งไปในทิศทางเดียวเท่านั้น โพลาไรซ์ที่ใช้ในการแปลงคลื่นแสงกำหนดความเข้มของแสงโพลาไรซ์
คุณสมบัติของแสงนี้สอดคล้องกัน นอกจากนี้ ความต่างเฟสระหว่างส่วนประกอบ x และ y ของสนามไฟฟ้าจะคงที่เสมอ ที่น่าสนใจคือแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งธรรมชาติมักจะโพลาไรซ์เสมอ กระบวนการที่แสงไม่มีขั้วถูกเปลี่ยนเป็นแสงโพลาไรซ์เรียกว่าโพลาไรซ์ วิธีการทั่วไปบางวิธีรวมถึงการโพลาไรซ์โดยการส่งผ่าน การสะท้อน การหักเห และการกระเจิง
แสงโพลาไรซ์ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1669 โดย Erasmus Bartholin เขาพบว่ามีการสร้างภาพซ้อนขึ้นเมื่อมองวัตถุผ่านผลึกแร่ไอซ์แลนด์สปาร์ในแสงที่ส่องผ่าน นอกจากนี้เขายังค้นพบว่าผลึกแคลไซต์แยกแสงออกเป็นสองคานแยกจากกัน
แสงโพลาไรซ์บางส่วนจะสะท้อนกลับเมื่อคลื่นแสงกระทบพื้นผิวของวัสดุไดอิเล็กทริก ตัวอย่างของพื้นผิวเหล่านี้ ได้แก่ น้ำนิ่ง แก้ว ทางหลวง และแม้แต่แผ่นพลาสติก ปริมาณแสงโพลาไรซ์สะท้อนถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางแสงของพื้นผิวเหล่านี้
แสง Unpolarized คืออะไร?
แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์หมายถึงคลื่นแสงที่กระจายการสั่นสะเทือนของอนุภาคแสง ซึ่งหมายความว่าเกิดขึ้นบนเครื่องบินมากกว่าหนึ่งลำ ด้วยเหตุนี้สนามไฟฟ้าจะแกว่งไปในทิศทางและเส้นทางทั้งหมด ความเข้มของแสงที่ไม่มีขั้วจะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของแหล่งกำเนิดแสงที่เปล่งออกมา
เป็นที่ทราบกันว่าแสงที่ไม่มีขั้วไม่ต่อเนื่องกัน มันเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงผ่านกระบวนการสะท้อน กระเจิง หรือบางครั้งพวกมันก็ผ่านวัสดุที่แสงไม่มีขั้ว สิ่งสำคัญอีกประการที่ต้องจำเกี่ยวกับแนวคิดนี้คือความแตกต่างของเฟสระหว่างองค์ประกอบ x และ y นั้นสุ่มและเปลี่ยนแปลงอย่างคาดเดาไม่ได้
กระแสน้ำที่มีโพลาไรซ์ที่ตัดกันอย่างชัดเจนสองกระแสรวมกันเป็นแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์เพียงดวงเดียว กระแสทั้งสองนี้เป็นกระแสที่กระแสหนึ่งมีปริมาณความเข้มเพียงครึ่งเดียวเมื่อเทียบกับอีกกระแสหนึ่ง ในกรณีที่กระแสน้ำเหล่านี้มีผลกระทบมากกว่าอีกคลื่นหนึ่ง คลื่นแสงจะเรียกว่าโพลาไรซ์บางส่วน
ลักษณะของแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์สามารถกำหนดได้โดยระดับของโพลาไรซ์และพารามิเตอร์ของปริมาณแสงโพลาไรซ์ นอกจากนี้ ปริมาณแสงโพลาไรซ์ยังสามารถแสดงได้โดยใช้เวกเตอร์โยนัส ซึ่งเป็นวงรีโพลาไรซ์เช่นกัน
ความแตกต่างหลักระหว่างแสงโพลาไรซ์และไม่โพลาไรซ์
- แสงโพลาไรซ์ถูกจำกัดไว้ที่ระนาบเดียว ในขณะที่แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์มีการสั่นของอนุภาคแสงบนระนาบมากกว่าหนึ่งระนาบ
- สนามไฟฟ้าของแสงโพลาไรซ์สั่นในทิศทางเดียวเท่านั้น ในขณะที่สนามไฟฟ้าของแสงไม่มีโพลาไรซ์สั่นในทุกทิศทาง
- ธรรมชาติของแสงโพลาไรซ์มีความสอดคล้องกันในขณะที่แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์นั้นไม่ต่อเนื่องกัน
- ความเข้มของแสงโพลาไรซ์จะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของโพลารอยด์ ในขณะที่ความเข้มของแสงโพลาไรซ์จะถูกกำหนดโดยธรรมชาติของแหล่งกำเนิดแสง
- แสงโพลาไรซ์โดยทั่วไปมาจากแหล่งธรรมชาติ ในขณะที่แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์จะถูกสะท้อน กระเจิง หรือผ่านวัสดุโพลาไรซ์บางชนิด
- ความแตกต่างของเฟสระหว่างส่วนประกอบ x และ y ของแสงโพลาไรซ์จะคงที่เสมอในขณะที่แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์นั้นคาดเดาไม่ได้
บทสรุป
คุณลักษณะที่แยกความแตกต่างได้มากที่สุดที่สามารถช่วยระบุความแตกต่างระหว่างแสงโพลาไรซ์และแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์คือจำนวนระนาบของทั้งสอง แม้ว่าการสั่นของอนุภาคแสงจะเกิดขึ้นบนระนาบเดียวในกรณีของแสงโพลาไรซ์ แต่การสั่นของแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์เกิดขึ้นบนระนาบมากกว่าหนึ่งระนาบ
ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างทั้งสองคือทิศทางของสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้าของแสงโพลาไรซ์จะแกว่งไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ในขณะที่สนามไฟฟ้าของแสงไม่มีโพลาไรซ์จะสั่นในทุกทิศทาง
ลักษณะเฉพาะของแสงโพลาไรซ์และแสงโพลาไรซ์ทั้งสองนี้เพียงพอที่จะแยกแยะทั้งสองออกจากกัน อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญอื่นๆ เช่น องค์ประกอบของเฟส ธรรมชาติ แหล่งที่มา ความเข้มข้น และอื่นๆ อีกมากมาย
