قطبش (موج‌ها): تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
Fatranslator (بحث | مشارکت‌ها)
جز ربات:اصلاح تغییرمسیر ناوباکس‌
تصحیح فنی و نوشتاری بخشی از متن.
خط ۱:
{{ویکی‌سازی}}
'''قطبشقُطبِش''' {{انگلیسی|Polarization}} یکی از ویژگی‌های اساسی [[موج عرضی|امواج عرضی]] است که جهتِراستای نوسان را در صفحهٔ عمود بر جهت [[انتشار موج]] نشان می‌دهد. در [[الکترومغناطیس]]، قطبشِ یک [[موج الکترومغناطیسی]] (مانند [[نور]]) نشان‌دهندهٔ جهتراستای بردارِ [[میدان الکتریکی]] آن نسبت به راستایِراستای انتشار است.
 
در امواجامواج، قطبش‌های متفاوتی را می‌توان دید؛ از جملهدارند؛ قطبش بیضوی وبیضوی، دایروی (که نوعحالت خاصی از قطبش بیضوی است)، و قطبش خطی.
 
== انواع قطبش ==
خط ۲۰:
}}
 
[[موج طولی|امواج طولی]] (مانند [[صوت]]) قطبش ندارند، زیرا راستای نوسان و راستای پیشروی (انتشار) آن‌ها یکی است. در [[موج عرضی|امواج عرضی]] (مانند نور) راستای نوسان میدان الکتریکی یکتا نیست، و با قطبش تعیین می‌شود.
[[موج طولی|امواج طولی]] مانند [[صوت]] قطبش ندارند، زیرا راستای نوسان در این امواج در راستای پیشروی آن‌ها بوده و بنابراین به‌طور یکتا تعیین می‌شود؛ ولی در [[موج عرضی|امواج عرضی]] مانند نور جهت نوسان میدان الکتریکی یکتا نیست و با قطبش تعیین می‌شود. قطبش عمود بر مسیر حرکت موج است. در این حالت میدان الکتریکی در یک جهت هدایت می‌شود (قطبش خطی) یا ممکن است که آن به حالت چرخشی درآید مثل حرکت موج (قطبش چرخشی یا فشرده) در حالت‌های دیگر نوسان‌ها می‌توانند در حرکت به طرف راست یا چپ بچرخند. طبق اینکه کدام چرخش در یک موج مشخص نشان داده شود به آن گردش می‌گویند. در کل قطبش موج الکترومغناطیسی یک مسئله پیچیده‌است. برای مثال در یک موج مثل فیبرنوری یا پرتوهای پلاریزه شده در فضای آزاد، توضیح دادن پلاریزاسیون موج پیچیده‌تر است، چون میدان‌ها اجزای طولی و عرضی دارند. برای موج‌های طولی مثل امواج صوتی در سیال‌ها، جهت نوسان به وسیله مسیر حرکت مشخص می‌شود و بنابراین قطبشی وجود ندارد. در یک وسیله جامد امواج صوتی می‌توانند به صورت عرضی باشند. در این حالت قطبش با مسیر [[تنش برشی]] در سطح عمود بر جهت انتشار در ارتباط است. این موضوع در [[زلزله‌شناسی]] اهمیت دارد. قطبش در زمینه علوم و تکنولوژی در رابطه با انتشار موج اهمیت دارد مثل علوم نوری، مخابرات و علوم رادار. قطبش نور را می‌توان با یک قطبش [[اندازه‌گیری]] کرد.
 
قطبش، عمود بر مسیر حرکت موج الکترومغناطیسی است. در این حالت ممکن است که میدان الکتریکی تنها در یک راستا نوسان کند (قطبش خطی)، یا این‌که راستای نوسانش، مُدام تغییر کند (قطبش چرخشی چپ‌گرد یا راست‌گرد).
 
در حالت کلی، قطبش موج الکترومغناطیسی مسئله‌ای پیچیده‌ است. مثلاً در فیبرنوری یا پرتوهای پلاریزه‌شده در فضای آزاد، توصیف پلاریزاسیون موج پیچیده‌تر است، زیرا میدان‌ها، می‌توانند تا سه مؤلفه‌ داشته‌باشند.
 
در مواد جامد، امواج صوتی می‌توانند به صورت عرضی باشند. در این حالت قطبش با مسیر [[تنش برشی]] در سطح عمود بر جهت انتشار در ارتباط است. این موضوع در [[زلزله‌شناسی]] اهمیت دارد. قطبش در علوم و تکنولوژی در رابطه با انتشار موج اهمیت دارد؛ مثل علوم نوری، مخابرات و رادار. قطبش نور را می‌توان اندازه گرفت.
 
=== موج تخت ===
ساده‌ترین مظهرمثال قطبش که قابل تصور استقطبش، [[موج تخت|امواج تخت]] می‌باشد که تقریب مناسب در اکثر(مانند امواج نوری) هستند. (یکدر موجامواج‌ تخت عبارت است از یک موج با [[جبهه موج]] وسیع و بلند) برای توابع موج‌های تخت «مکس ول» مخصوصاً قوانین گاوس نیاز به نوسنجی را تحمیل می‌کند کهنوری، میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر جهت انتشار و نیز عمود بر یکدیگر هستندنوسان می‌کنند. وقتی که قطبش را در نظر می‌گیریمقطبش، بردار میدان الکتریکی مشخص می‌شود و [[میدانیا مغناطیسی]] نادیدهدر گرفتهنظر می‌شود،گرفته‌می‌شود. چونبرای آن عمود برمثال، میدان الکتریکی در یک موج تختهارمونیک به‌طورکه دلخواهدر بهراستای دومحور مؤلفه<math>z</math> عمودمنتشر برهممی‌شود، تحتدو عنوان''x''مؤلفه و''y''تقسیمهم‌فرکانس می‌شوند.دارد برای مثال یک موج هارمونیک در جائیکهکه دامنه بردارو الکتریکیفاز دراین حالتمؤلفه‌ها سینوسیلزوماً دریکسان زماننیستند. متفاوتاز است،نظر دوریاضی، مؤلفهمیدان دقیقاًالکتریکی دارایاین فرکانسموج یکسانیبه هستند.صورت بازیر ایننوشته حال این مؤلفه‌ها دارای ویژگی‌هایمی‌شود:
<math> \vec{E}(\vec{r}x,y,z,t) = \mathrm{Re} \left[\left(A_{x}, A_{y}\cdot e^{i\phi} , 0 \right) e^{i(kz - \omega t)} \right] </math>یا متناوباً که:<math> \vec{E}(\vec{r}x,y,z,t) = \Big(A_{x}\cdot \cos(kz - \omega t), A_{y}\cdot \cos(kz - \omega t + \phi), 0\Big) </math>
مشخص دیگری هستند که با هم فرق دارند. اولاً دو مؤلفه دارای دامنه یکسانی نیستند، ثانیاً دو مؤلفه دارای فاز یکسانی نیستند یعنی اینکه آن‌ها هم‌زمان به حداقل و حداکثر نمی‌رسند. از نظر ریاضی میدان الکتریکی در یک موج به صورت زیر نوشته می‌شود:
<math> \vec{E}(\vec{r},t) = \mathrm{Re} \left[\left(A_{x}, A_{y}\cdot e^{i\phi}, 0 \right) e^{i(kz - \omega t)} \right] </math>یا متناوباً که:<math> \vec{E}(\vec{r},t) = (A_{x}\cdot \cos(kz - \omega t), A_{y}\cdot \cos(kz - \omega t + \phi), 0) </math>
 
=== حالت قطبش ===