Polarisasi adalah konsep penting dalam dunia fizik. Apabila bercakap tentang optik, memahami dan dapat memanipulasi polarisasi adalah salah satu perkara yang paling penting. Bukan itu sahaja, melaksanakan kawalan polarisasi boleh menjadi sangat berguna untuk beberapa aplikasi pengimejan juga.
Faedah besar polarisasi, bagaimanapun, hanya boleh dituai apabila sifat cahaya ini difahami dengan betul. Dua jenis cahaya penting di bawah sifat ini ialah - cahaya terkutub dan tidak terkutub.
Polarized vs Unpolarized Light
Perbezaan antara cahaya terkutub dan tidak terkutub ialah cahaya terkutub boleh dikenal pasti apabila getaran zarah cahaya dihadkan ke dalam satu satah sama sekali. Sebaliknya, cahaya tidak terkutub boleh dikenal pasti apabila getaran kekal berselerak dan boleh berlaku pada lebih daripada satu satah tunggal.
Cahaya terkutub merujuk kepada gelombang cahaya di mana getaran zarah cahaya berlaku pada satu satah. Proses di mana cahaya berselerak dihadkan sedemikian dikenali sebagai polarisasi. Pelbagai kaedah yang boleh membantu mempolarisasi gelombang cahaya diketahui oleh kita. Untuk menamakan beberapa, beberapa kaedah yang paling terkenal ialah polarisasi melalui penghantaran, pantulan, pembiasan dan penyerakan.
Cahaya tidak terkutub merujuk kepada gelombang cahaya di mana getaran zarah cahaya berlaku pada lebih daripada satu satah. Beberapa contoh berguna termasuk gelombang cahaya yang dipancarkan oleh matahari, lampu menerangi bilik darjah atau nyalaan lilin yang menerangi bilik gelap, lampu halogen dan juga lampu LED.
Jadual Perbandingan Antara Cahaya Berkutub dan Tidak Berkutub
| Parameter Perbandingan | Cahaya Terkutub | Cahaya Tidak Berpolarisasi |
| Maknanya | Cahaya terkutub merujuk kepada gelombang cahaya yang terhad kepada satu satah sahaja. | Cahaya tidak terkutub merujuk kepada gelombang cahaya yang bertaburan pada lebih daripada satu satah. |
| Arah | Medan elektrik cahaya terkutub berayun dalam satu arah sahaja. | Medan elektrik cahaya tak terkutub berayun ke semua arah. |
| alam semula jadi | Sifat cahaya terkutub adalah koheren. | Sifat cahaya tidak terkutub adalah tidak koheren. |
| Intensiti | Sifat polarizer yang digunakan menentukan keamatan cahaya terkutub. | Sifat sumber gelombang cahaya menentukan keamatan cahaya tidak terkutub. |
| Pengeluaran | Cahaya terkutub biasanya dihasilkan oleh sumber semula jadi. | Cahaya tidak terkutub terhasil apabila gelombang cahaya melalui proses pantulan, serakan atau ia hanya melalui bahan tertentu. |
| Perbezaan fasa | Perbezaan fasa antara komponen x dan y sentiasa malar. | Perbezaan fasa antara komponen x dan y berubah secara rawak. |
Apakah Cahaya Polarisasi?
Cahaya terkutub merujuk kepada gelombang cahaya di mana getaran zarah cahaya dihadkan kepada satu satah sahaja. Dalam hal ini, arah getaran gelombang sentiasa sama. Ini bermakna gelombang cahaya ini berayun dalam satu arah sahaja. Polarizer yang digunakan untuk menukar gelombang cahaya menentukan keamatan cahaya terkutub.
Sifat cahaya ini adalah koheren. Selain itu, perbezaan fasa antara komponen x dan y medan elektrik sentiasa malar. Menariknya, lampu yang dipancarkan oleh sumber semula jadi sentiasa terpolarisasi. Proses di mana cahaya tidak terkutub diubah menjadi cahaya terkutub dipanggil polarisasi. Beberapa kaedah biasa termasuk polarisasi melalui penghantaran, pantulan, pembiasan dan penyerakan.
Cahaya terpolarisasi pertama kali ditemui pada tahun 1669 oleh Erasmus Bartholin. Dia mendapati bahawa imej berganda dihasilkan apabila objek dilihat melalui kristal mineral Iceland spar dalam cahaya yang dihantar. Dia juga mendapati bahawa kristal kalsit entah bagaimana membelah cahaya kepada dua rasuk yang berasingan.
Cahaya separa terkutub dipantulkan apabila gelombang cahaya mengenai permukaan bahan dielektrik. Beberapa contoh permukaan ini termasuk air pegun, kaca, lebuh raya, dan juga plastik kepingan. Jumlah cahaya terkutub yang dipantulkan ditentukan oleh sifat optik permukaan ini.
Apakah Cahaya Tidak Terpolarisasi?
Cahaya tidak terkutub merujuk kepada gelombang cahaya di mana getaran zarah cahaya bertaburan. Ini bermakna ia berlaku pada lebih daripada satu satah. Dalam hal ini, medan elektrik berayun ke semua arah dan laluan. Keamatan cahaya tidak terkutub ditentukan oleh sifat sumber dari mana cahaya dipancarkan.
Cahaya tidak terpolarisasi diketahui tidak koheren. Ia wujud apabila gelombang cahaya melalui proses pantulan, penyerakan, atau kadang-kadang ia hanya melalui bahan yang cahaya tidak terkutub. Satu lagi perkara penting yang perlu diingat tentang konsep ini ialah perbezaan fasa antara komponen x dan y adalah rawak dan berubah tanpa diduga.
Dua arus terkutub bertentangan yang berbeza bergabung untuk membentuk satu cahaya tidak terkutub. Kedua-dua arus ini sedemikian rupa sehingga satu mempunyai separuh jumlah keamatan jika dibandingkan dengan yang lain. Dalam kes di mana salah satu daripada arus ini lebih memberi kesan daripada yang lain, gelombang cahaya dirujuk sebagai terkutub separa.
Ciri-ciri cahaya tidak terkutub boleh ditakrifkan oleh tahap polarisasi dan parameter jumlah cahaya terkutub. Selain itu, jumlah cahaya terpolarisasi boleh digambarkan dengan menggunakan vektor Jonas, yang juga merupakan elips terpolarisasi.
Perbezaan Utama Antara Cahaya Terkutub dan Tidak Terkutub
- Cahaya terkutub dihadkan kepada satu satah manakala cahaya tidak terkutub mempunyai getaran zarah cahaya pada lebih daripada satu satah.
- Medan elektrik cahaya terkutub berayun dalam satu arah sahaja manakala medan elektrik cahaya tidak terkutub berayun dalam semua arah.
- Sifat cahaya terkutub adalah koheren manakala cahaya tak terkutub adalah tidak koheren.
- Keamatan cahaya terkutub ditentukan oleh sifat polaroid manakala cahaya tidak terkutub ditentukan oleh sifat sumbernya.
- Cahaya terkutub biasanya datang daripada sumber semula jadi manakala cahaya tidak terkutub dipantulkan, diserakkan atau melalui beberapa bahan terpolarisasi.
- Perbezaan fasa antara komponen x dan y cahaya terkutub sentiasa malar manakala cahaya tidak terkutub tidak dapat diramalkan.
Kesimpulan
Ciri yang paling boleh dibezakan yang boleh membantu mengenal pasti perbezaan antara cahaya terkutub dan cahaya tidak terkutub ialah bilangan satah untuk kedua-duanya. Walaupun getaran zarah cahaya berlaku hanya pada satu satah dalam kes cahaya terkutub, getaran cahaya tidak terkutub berlaku pada lebih daripada satu satah.
Satu lagi perbezaan utama antara keduanya ialah arah medan elektrik mereka. Medan elektrik cahaya terkutub berayun hanya ke arah satu arah manakala medan elektrik cahaya tak terkutub berayun ke semua arah.
Kedua-dua ciri cahaya terkutub dan tidak terkutub ini cukup untuk membezakan kedua-duanya. Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan utama lain seperti komponen fasa, alam semula jadi. Sumber, keamatan, dan banyak lagi.
