شنبه, 25 آذر 1396

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
چرا دو پنجره شفاف، روی هم تاریک دیده میشوند؟.................................................................قطبش

 

 

 

 

استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.

 

 

چرا دو پنجره شفاف، روی هم تاریک دیده میشوند؟

مشاهده شدت نور خروجی از دو قطبشگر

 


 

 

 

مقدمه:

احتمالا تا کنون قطبشگرهایی که در برخی عینک­های معروف به عینک پلاروید یا برخی عینک­های سه بعدی  بکار می رود سروکار داشته اید. هرقطبشگر یک محور عبور دارد و فقط بخشی از نور که میدان آن در آن راستا است را از خود عبور میدهد که جهت قطبش نور خروجی از آن هم می باشد. در نتیجه نور عبوری از یک قطبشگر قطبیده خطی است. به عبارت دیگر آن بخش از نور فرودی که بردار میدان الکتریکی آن در راستای محور قطبشگر باشد، از آن عبور کرده و مابقی پرتوها حذف می­گردند. حال اگر در مسیر این نور قطبیده، قطبشگر دیگری قرار دهیم، میزان نورعبوری به مقدار انطباق محورقطبشگردوم با قطبش نور تابیده و یا محورقطبشگراول بستگی دارد. بنابراین با چرخاندن هر یک از قطبشگرها، شدت نور عبوری تغییر خواهد کرد. در صورتیکه محوردو قطبشگر همراستا باشد، نورفرودی از قطبشگردوم عبور میکند و اگر محورهای دو قطبشگر بر هم عمود باشند، شدت نور عبوری صفرخواهد شد و پنجره تاریک دیده می شود در حالیکه هر یک از آنها شفاف هستند. این پدیده برای عبور نورهای قطبیده ای مانند نور تلویزیون LCD و نور بازتابیده از سطوح صیقلی در زوایای خاص، نیز صادق است.از این روش میتوان در کنترل شدت نور بهره برد.

 

 

 

 

هدف:

قصد داریم در این آزمایش با استفاده از یک قطبش گر، نور قطبیده ایجاد کرده و آن را به قطبشگر دیگری بتابانیم و میزان عبور نور را با چرخاندن قطبشگر دوم تغییر دهیم. شدت نور عبوری بستگی به جهت قطبشگر دوم نسبت به قطبشگر اول دارد. اهمیت این آزمایش ضمن مشاهده و درک قطبش، آشنایی با یکی از روش­های مهم در کنترل شدت نور است.


چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

برای مشاهده تغییرات شدت نور عبوری از دو قطبشگر و رابطه ان با زاویه دو قطبشگر، به اقلام زیر نیاز داریم:

- دو قطبشگر با پایه مناسب

- منبع نور غیر قطبیده


برای انجام علمی تر آزمایش و افزایش دقت این روشها به شما کمک می کند:

-آشکارسازی پرتو نور


آزمایش:

 

- دو قطبشگر را روی پایه نصب کرده و نور غیر قطبیده را به آن بتابانید.


 

 

- با چرخاندن قطبشگر دوم شاهد تغییر شدت نور خروجی خواهید بود. کم و زیاد شدن شدت نور نشان دهنده تغییراتی است که محور دو قطبشگر نسبت به هم پیدا می کنند و شدت نور خروجی با چرخش یکی از قطبشگرها به اندازه 180 درجه به وضع قبلی بر می گردد. اگر محور هر دو قطبشگر موازی هم باشد  بیشترین شدت نور عبوری را خواهیم داشت و پنجره نور را عبور می دهد و اگر محور دو قطبشگر عمود بر هم باشند کمترین شدت عبوری و تقریبا نوری عبور نخواهد کرد و پنجره تاریک می شود.

- به نور سفید از مسیر دو قطبشگر نگاه کرده و قطبشگر دوم را به قدری بچرخانید که شدت نور خروجی تقریبا صفرشود.

 

 

 

در این آزمایش نکته مهم این است که سطح دو قطبشگر باید کاملا موازی و تخت باشند چون هرگونه انحراف در این دو قطبشگر می تواند صفر کردن شدت نور خروجی را یا عمود کردن دقیق آنها را بامشکل مواجه کند.


آزمایش (پیشرفته تر):

- برای ارزیابی کمی تر اثر چرخش یکی از قطبشگرها نسبت به دیگری، می توانید نور خروجی را برای هر زاویه بین دو محور اندازه بگیرید.

- بهتر است ابتدا قطبشگرها را به نحوی تنظیم کنید که با نگاه کردن داخل پنجره، نوری خارج نشود.

- سپس با علامت زدن این زاویه، سعی کنید زاویه یکی از قطبشگرها را نسبت به دیگری به اندازه های مساوی تغییر دهید مثلا در هر نوبت می توانید 5 یا 10 درجه این قطبشگر را بچرخانید.

- نور خروجی را به یک آشکارساز یا گیرنده نوری بتابانید و ولتاژ خروجی که با شدت نور تناسب دارد را یادداشت کنید.

- می توانید منحنی تغییرات شدت نور خروجی نسبت به زاویه را رسم کنید.

- به چنین منحنی ای که آن نوع اطلاعات را برای زوایای مختلف در بر دارد، میتوان منحنی کالیبراسیون نام داد. بدین معنا که حال با استفاده از این منحنی، میتوان فهمید که برای دستیابی به هر شدت خروجی باید محور قطبشگر دوم را در چه زاویه ای نسبت به قطبشگر اول تنظیم کرد. این مثالی از یک شیر نوری است که در صنعت کاربرد دارد.


به چه کار می آید:

استفاده از قطبشگر برای تنظیم شدت نور خروجی و یا به عنوان شیر نوری در صنعت کاربرد دارد. ولی باید دقت کرد نور خروجی قطبیده است.

برای کم و زیاد کردن نور می توانید از یک جفت قطبشگر به عنوان پنجره استفاده کنید و حتی با اندازه گیری شدت نور می توانید دستور برای تنظیم زاویه بدهید. این نوع کار را کنترل بر اساس فیدبک یا بازخورد می گویند و در زمینه های مختلف صنعت کاربرد دارد.


سؤال پیشنهاد ونکته:

- نورهای قطبیده اطرافتان را با چرخاندن یک قطبشگر شناسایی کنید.

- با توجه به منابع نوری قطبیده در اطرافتان می توانید شیر نوری با یک قطبشگر طراحی کنید.

- دقت کنید برای کنترل شدت نور خروجی نیازی به دانستن محور عبور قطبشگرها نداریم چرا؟

- برای تنظیم دقیق و تطبیق محور دو قطبشگر بهتر است اول آنها را عمود بر هم تنظیم کنیم و سپس یکی را 90 درجه بچرخانیم چرا؟


آزمایشهای مرتبط:

آیا این نور قطبیده است؟ 
دو قطبشگر عمود بر هم نور نیز میتوانند نور را عبور دهند!

 

بیشتر بدانید:

قطبش – قطبشگر- آشکارساز

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info