polarisaatioilmiötä

Polarisaatioilmiö tarkoittaa aaltoliikkeen, kuten valon, värähtelyiden suuntautumisen järjestäytymistä siten, että sähköisen ja magneettisen kentän värähtely on tietyssä suunnassa. Vaikkapa valo on yleensä epäpolarisoitua, polarisoituna sen sähköinen kenttä värähtyy yhden määritellyn suunnan mukaan.

Tyypit: lineaarinen, elliptinen ja pyöreä polarisaatio. Lineaarisessa polarisaatiossa sähkökentän värähtely tapahtuu yhdessä suorassa tasossa. Elliptisessä ja pyöreässä polarisaatiossa tilassa kenttä kiertyy ja sen intensiteetti voi vaihdella ajan myötä.

Polarisaatioa aiheuttavat esimerkiksi: polarisaattorit, jotka päästävät lävitseen vain yhden suunnan värähtelyn; heijastukset ja läpäisy eri kulmissa, muun muassa Brewsterin kulmassa valaistun aineen tapauksissa; sekä anisotropiset mediat kuten birefringentit kideaineet, joissa eri polarisaatiot kokevat erilaista nopeutta.

Mittaus ja käsittely: Lineaarisen polarisaation läpäisyvoimakkuuden muutos kahden polarisaattorin välillä kuvataan usein Maluksen lailla: I_out = I_in cos^2 theta, missä theta on kulma polarisaatioiden välillä. Tilat voidaan kuvata ja käsitellä esimerkiksi Jones-kalkuluksella tai Stokes-parametreillä.

Esimerkit ja sovellutukset: polarisaatio on keskeinen ilmiö optiikassa, valokuvauksessa, näytöissä ja lasien suunnittelussa sekä tutkimuksessa, jossa polarisaatio paljastaa materiaalin rakenteen tai ilmapiirin ominaisuuksia. Se on myös tärkeä ilmiö radio- ja verkkosovelluksissa sekä säteilymittauksissa.

Fysiikka: kvanttitasolla polarisaatio voidaan tulkita fotonien tilana; polarisaatio liittyy fotonin spin-tilaan, ja mittaus voi johtaa tilan kollapsiin. Polarisaatioilmiö yhdistää klassista ja kvanttifysiikkaa sekä käytännön teknologiaa.