قطبشگر

پرسش:

قطبشگر ها برای دو قطبش عمود بر هم نور ضریب جذب متفاوتی نشان می دهند و عملا یک راستای میدان کلا حذف می شود. حال اگر نور غیر قطبیده به قطبشگر بزنیم آیا فقط راستایی که در آن میدان جذب می شود حذف می شود و بقیه راستا ها باقی می ماند و نور کماکان غیر قطبیده باقی می ماند (به طور جزئی قطبیده می شود) یا نور  قطبیده خطی می شود؟ منظور از نور غیر قطبیده نوری است که در همه راستا ها ی صفحه قطبش مولفه دارد.
با تشکر

 پاسخ:

پرسش خیلی دقیق و مهمی است. در دید اول به نظر می‌آید که اگر قرار است نور در یک راستا جذب شود و در راستاهای دیگر عبور کند که قطبشگر فقط یک راستای خاص را از نور غیر قطبیده حذف می‌کند. پس انتظار می‌رود کمی قطبیدگی پیدا کند. در عمل چنین اتفاقی نمی‌افتد و قطبشگر نور غیرقطبیده را قطبیده می‌کند یعنی به نظر می‌آید فقط یک راستا را عبور داده است و بقیه را جذب کرده است. برای بررسی دقیق‌تر بهتر است ساختار قطبشگر نوعی را بهتر بشناسیم. اغلب قطبشگرهای موجود در بازار از نوعی پلیمر که در ناحیه مرئی جذب دارند تشکیل شده‌اند. فیلم پلیمری ساخته شده برای آنکه بتواند یک قطبشگر شود باید رشته‌های پلیمری جاذب نور که به طور معمول مثل اسپاگتی در هم هستند، به صورت مرتب و موازی هم چیده شوند. معمولا این رشته‌ها با کشیدن فیلم پلیمری به صورت کشیده و موازی هم در می‌آیند و یک ساختار ناهمسانگرد جذبی را درست می‌کنند. حالا ما ملکول‌هایی را داریم که کشیده هستند و جذبشان در راستا کشیده شدن زیاد و در راستای عمود بر آن ناچیز است. اگر نور قطبیده خطی در جهت کشیدگی ملکول‌ها به فیلم بتابد، نور جذب می‌شود و عبوری نداریم و اگر با قطبش عمود بر آن بتابد جذبی نیست و عبور نور را داریم. و اما اگر نور غیرقطبیده به فیلم بتابد، قطبش در راستای ملکول جذب می‌شود، قطبش عمود بر راستای ملکول جذب نمی‌شود. سؤال اینجاست که بقیه قطبش‌ها چه می‌شوند. بقیه قطبش‌ها در هر زاویه‌ای باشند را می‌توان به دو راستای هم جهت با راستای ملکول و راستای عمود بر آن تجزیه کرد. اگر این کار را نکنیم در همان راستا ملکول جذبی ندارد و اثری بر نور ندارد. اینجاست که مؤلفه راستای ملکول جذب میشود و مؤلفه عمود بر آن جذب نمی‌شود. پس فقط مؤلفه عمود بر راستای ملکول‌ها اجازه عبور پیدا می‌کنند و نور کاملا قطبیده خطی می‌شود.

تجزیه کردن به مؤلفه‌ها ظاهرا یک ابزار ریاضی است ولی بسیار واقعی و فیزیکی است. این را در مسائل مربوط به نیروها مثلا در سطح شیبدار و دیگر مسائل نیز می‌بینیم.

جالب است که وقتی ملکول‌های کشیده شده جذب نداشته باشند و به جای آن ضریب شکست در دو راستا فرق کنند، یک سیستم ناهمسانگرد عبوری را تشکیل می‌دهند. نمونه چنین سیستمی سلفون یا چسب نواری است که بخاطر شیوه ساخت آن، ملکول‌های پلیمر شفاف سلفون به صورت کشیده و ناهمسانگرد چیده می‌شوند و بخاطر اینکه ضریب شکست در راستای ملکول با ضریب شکست در راستای عمود بر آن متفاوت است خاصیتی شبیه به تیغه تاخیرساز را ایجاد می‌کند. برای شناخت این مسئله و ظرافت این مسئله باید مفهوم ضریب شکست را شناخت.