偏自然光。 自然とは異なり、偏光

波は2種類あります。 縦振動摂動は、伝播のそれらの方向に平行です。 例では、空気中の音の通路です。 横波は、移動の方向に対して90°の角度である外乱から成ります。 例えば、水の質量を介して水平に通過する波は、その表面に上下振動を生じさせます。

の発見

偏自然光が始まったとき、説明した17世紀の半ばに観察された神秘的な光学的効果の数は、波動現象とみなされるべきで、その振動方向が発見されました。 まず、いわゆる偏光効果は、1669年にデンマークの医師エラスムスバルトリンによって発見されました。 科学的には、アイスランドスパー又はカルシウム（炭酸カルシウムの結晶形態）で複屈折または複屈折を観察しました。 光はカルサイト結晶を通過する際に2枚の画像が互いに対してシフトされている製造、それを分割します。

ニュートンは、この現象について知っていると、おそらく光小体は、2枚の画像の形成の原因である可能性があり非対称性や「一方的」を、持っていることを示唆しています。 ホイヘンス、ニュートンの現代は、基本波の複屈折の彼の理論を説明することができましたが、彼は効果の本当の意味を理解していませんでした。 まで、複屈折は謎のままトーマス・ヤングとフランスの物理学者オーギュ-ZhanのFrenelは、光の波が横方向であることが示唆されていません。 シンプルなアイデアは、偏と自然のかを説明することができました 光。 これは、 偏光効果を分析するための自然でシンプルなフレームワークを提供します。

複屈折は、その波速度をそれぞれ有する2枚の直交する偏光の組合せによって引き起こされます。 なぜなら二つの成分の速度の違いにより異なる屈折率を有し、したがって、それらは異なる材料を通って屈折され、2枚の画像を生成します。

偏自然光：マクスウェル理論

フレネルはすぐに、複屈折や他の光学効果の数につながった、横波の包括的モデルを開発しました。 40年後、電磁 マクスウェルの理論は、 エレガントな光の横方向の本質を説明しています。

電磁波 マクスウェルは、振動運動の方向に垂直な磁界および電界から構成される。 フィールドは、互いに90°の角度です。 この場合、磁界及び電界の伝播方向は、右手座標系を形成します。 周波数fの波と正のx方向に移動する長さλ（これらは= CλF依存性に関する）、のために、フィールドが数学的に記載されています。

• E（X、T）= E ₀ COS（2πX /λ - 2個の π フィート）y ^。
• B（X、T）= B _{0、COS（2πX} /λ - 2π フィート ）Z ^。

方程式は、電場と磁場が互いに同相であることを示しています。 任意の時点で、それらは同時にE ₀及びB ₀に等しい空間におけるそれらの最大値に達します_。 これらの振幅は独立していません。 マクスウェル方程式は、すべての電磁波に対してE ₀ = CB _0、その真空中で明らかにする。

偏光方向

光波の磁界および電界の向きの説明にのみ電界の方向を示す典型的です。 磁場ベクトルは垂直フィールドと動きの方向への垂直の要件によって決定されます。 天然の直線偏光が最後のフィールドであることを特徴とされている波の運動のような固定された方向に振動します。

他の可能な偏光状態があります。 磁界及び電界の環状ベクターの場合には一定の振幅で伝搬方向に対して回転されています。 楕円偏光は、直線と円偏光との間の中間位置にあります。

非偏光

電磁放射を生成する加熱されたフィラメントの表面上の原子は、互いに独立して、です。 各放射線は、約10 ^{-9〜10 -8}秒の短時間の列としてモデル化することができます。 フィラメントからの電磁波は、それ自身の偏光方向をそれぞれ有するこれらの列車の重ね合わせです。 ランダムに配向された量は、波の偏光ベクトルを迅速かつ不規則に変化する形態を訓練します。 そのような波は、非偏光と呼ばれています。 すべての 光の自然源、 太陽、白熱灯、蛍光灯や炎を含むが、そのような放射を生成します。 しかし、自然光は、多くの場合、部分的に起因する複数の散乱や反射に偏光されています。

したがって、天然の偏光の相違点は、第一の振動平面で起こるという事実にあります。

偏光放射の源

空間的な向きを決定する際の偏光を製造することができます。 一例では、高エネルギー粒子が磁場中を移動し、偏光電磁波を放射する荷電した放射光です。 当然、偏光を発する多くのよく知られた天文ソースがあります。 これらは、星雲、超新星残骸、および活動銀河が含まれます。 宇宙放射線の偏光は、そのソースの特性を決定するために検討されています。

ポラロイドフィルター

偏自然光がアメリカの物理学者エドウィン・ランドにより作成されたポラロイド、最も一般的なものは、多くの材料、通過することによって分離されています。 フィルタは、熱処理工程によって、一方向に配向した炭化水素分子の長鎖からなります。 選択的に放射線を吸収する分子は、電界がそれらの方向に平行です。 偏光板を出る光は直線偏光です。 分子配向の方向に対して垂直な電場。 ポラロイドは、反射散乱光の影響を低減サングラスおよびフィルタを含む多くの分野で応用されています。

自然と偏光：マリュスの法則

1808年に、物理学者エティエンヌ・ルイ・マリュスは、光の一部が偏光、非金属表面から反射されたことを見出しました。 この効果の程度は、入射角と反射性材料の屈折率に依存します。 空気中の入射角の正接は、反射性材料の屈折率と同じである極端な場合のいずれかにおいて、反射光は完全に直線偏光となります。 この現象は、（その発見者にちなんで名付けられた、スコットランドの物理学者デビッド・ブリュースター）ブリュースターの法則として知られています。 反射面に平行な偏光方向。 蛍光グレアは通常、道路や水フィルタとして水平面からの反射の際に発生するので、一般的に水平方向の偏光を滞在し、したがって選択的に光の反射を除去するためにサングラスに使用されています。

レイリー散乱

寸法波長よりはるかに小さい微小物体による光の散乱は、（所謂レイリー散乱は、英語の科学者ロード・レイリー後）、また、部分偏光を生成します。 太陽光が地球の大気を通過するとき、それは空気の分子によって分散されています。 地球と散乱偏自然光に達します。 偏光度は、散乱角に依存しています。 男は、自然と偏光を区別していないので、この効果は、通常は気付かれません。 それにもかかわらず、多くの昆虫の目がそれに反応し、彼らはナビゲーションツールとして散乱放射の相対的な偏光を使用しています。 明るい日光の下で背景放射を低減するために使用される通常のフィルタカメラは、偏光と自然レイリーを分離する単純な直線偏光子です。

異方性材料

偏光効果は、光学異方性材料（ここで観察される 屈折率は 、このような複屈折結晶、いくつかの生物学的構造及び光学的に活性な物質としての偏光の方向によって変化します）。 技術的応用は、偏光顕微鏡、液晶ディスプレイと材料研究のために使用される光学機器を含みます。