โพลาไรเซชัน
โพลาไรเซชัน (อังกฤษ: Polarization) เป็นคุณสมบัติของคลื่นตามขวางที่ระบุถึงการวางตัวทางเรขาคณิตของการแกว่ง[1][2] ในคลื่นตามขวาง ทิศทางการแกว่งจะตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น ตัวอย่างหนึ่งของคลื่นตามขวางที่มีโพลาไรซ์คือการสั่นที่เดินทางไปตามสายที่ตึง เช่น สายของกีตาร์ การสั่นอาจเกิดขึ้นในทิศทางแนวตั้ง แนวนอน หรือมุมใด ๆ ที่ตั้งฉากกับสายก็ได้ ในทางตรงกันขวาง คลื่นตามยาว เช่น คลื่นเสียงในของเหลวหรือก๊าซ การกระจัดของอนุภาคในการแกว่งจะอยู่ในทิศทางเดียวกับการแพร่กระจายของคลื่นเสมอ ดังนั้นคลื่นเหล่านี้จึงไม่แสดงคุณสมบัติโพลาไรเซชัน คลื่นตามขวางที่แสดงโพลาไรเซชัน ได้แก่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง และ คลื่นวิทยุ, คลื่นความโน้มถ่วง, และคลื่นเสียงตามขวางในของแข็ง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นแสง ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่แกว่งควบคู่กันและตั้งฉากกันเสมอ สถานะที่แตกต่างกันของโพลาไรเซชันจะสอดคล้องกับความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันระหว่างทิศทางของสนามและทิศทางการแพร่กระจาย ในโพลาไรเซชันแบบเส้นตรง สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่างแกว่งในทิศทางเดียวและตั้งฉากกัน ในขณะที่ในโพลาไรเซชันแบบวงกลม หรือแบบรี สนามจะหมุนรอบทิศทางการเดินทางของลำแสงด้วยอัตราคงที่ ซึ่งการหมุนอาจเป็นไปตามกฎมือขวาหรือมือซ้ายก็ได้
แสงจากแหล่งกำเนิดหลายชนิด เช่น ดวงอาทิตย์ เปลวไฟ และหลอดไส้ ประกอบด้วยชุดคลื่นสั้น ๆ ที่มีโพลาไรเซชันผสมกันอย่างเท่ากัน เรียกว่า แสงไม่โพลาไรซ์ แสงโพลาไรซ์สามารถสร้างได้โดยการส่งแสงไม่โพลาไรซ์ผ่าน โพลาไรเซอร์ ซึ่งยอมให้คลื่นที่มีโพลาไรเซชันเพียงแบบเดียวผ่านไปได้ วัสดุทางแสงทั่วไปส่วนใหญ่ไม่ส่งผลต่อโพลาไรเซชันของแสง แต่วัสดุบางชนิดที่มีคุณสมบัติการหักเหคู่, ไดโครอิซึม หรือกิจกรรมทางแสง จะส่งผลต่อแสงแตกต่างกันไปตามโพลาไรเซชันของแสงนั้น ๆ นอกจากนี้แสงยังกลายเป็นแสงโพลาไรซ์บางส่วนเมื่อสะท้อนที่มุมใดมุมหนึ่งจากพื้นผิว
ตามหลักกลศาสตร์ควอนตัม คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถมองเป็นกระแสของอนุภาคที่เรียกว่า โฟตอน ได้เช่นกัน เมื่อมองในลักษณะนี้ โพลาไรเซชันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางกลควอนตัมของโฟตอนที่เรียกว่า สปิน[3] โฟตอนมีสปินที่เป็นไปได้สองแบบ คือ หมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาตามทิศทางการเดินทาง คลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมประกอบด้วยโฟตอนที่มีสปินเพียงแบบเดียว ส่วนคลื่นโพลาไรซ์แบบเส้นตรงประกอบด้วยโฟตอนที่อยู่ในสถานะซ้อนทับกันของโพลาไรซ์แบบวงกลมทั้งซ้ายและขวา
โพลาไรเซชันเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในวิทยาศาสตร์หลายสาขาที่เกี่ยวข้องกับคลื่นตามขวาง เช่น ทัศนศาสตร์, วิทยาแผ่นดินไหว, วิทยุ และไมโครเวฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยีอย่าง เลเซอร์, โทรคมนาคมผ่านใยนำแสงและไร้สาย รวมถึง เรดาร์
อ้างอิง
[แก้]- ↑ Shipman, James (2015). An Introduction to Physical Science, 14th Ed. Cengage Learning. p. 187. ISBN 978-1-305-54467-3.
- ↑ Muncaster, Roger (1993). A-level Physics. Nelson Thornes. pp. 465–467. ISBN 0-7487-1584-3.
- ↑ Lipson, Stephen G. (1995). Optical Physics. Cambridge University Press. pp. 125–127. ISBN 978-0-521-43631-1.
แหล่งข้อมูลอื่น
[แก้]- Feynman's lecture on polarization
- Polarized Light Digital Image Gallery: Microscopic images made using polarization effects
- MathPages: The relationship between photon spin and polarization
- A virtual polarization microscope
- Polarization angle in satellite dishes.
- Molecular Expressions: Science, Optics and You — Polarization of Light: Interactive Java tutorial
- Antenna Polarization
- Animations of Linear, Circular and Elliptical Polarizations on YouTube
| นานาชาติ | |
|---|---|
| ประจำชาติ | |
