Неполяризованный свет против случайно вращающегося поляризованного света?

Меня смущает физическая картина неполяризованного света.

Является ли неполяризованный свет очень быстро вращающимся поляризованным светом? или сосуществующее состояние двух ортогональных поляризаций? (или что-то другое?)

Если есть линейный поляризатор, который вращается очень-очень быстро и случайным образом (представьте себе поляризатор), выходной свет такой же, как и неполяризованный свет? Я так не думаю, но я не уверен.

--

или, я думаю, вместо линейного поляризатора можно рассмотреть вращатель Фарадея с магнитным полем, амплитуда которого изменяется случайным образом .

Означает ли случайно вращающийся поляризованный свет линейно поляризованный свет, но случайное направление амплитуды?
да. ось линейного поляризатора случайно вращается

Ответы (3)

Неполяризованный свет можно рассматривать как суперпозицию цугов волн конечной продолжительности порядка 0 < т < ∞ , каждая из которых имеет некоторую чистую поляризацию, которая может быть эллиптической, со случайным направлением. Фазы импульсов и время их начала и окончания также являются случайными.

На практике это означает, что любой неполяризованный источник света имеет время когерентности т . Если вы посмотрите на поляризацию с более высоким временным разрешением, чем это, вы увидите чистую поляризацию (на спектральную составляющую! Если источник света не монохроматический, картина будет более сложной). Если вы измерите с более низким разрешением, случайно вращающаяся поляризация усреднится, и вы не увидите никаких эффектов поляризации.

Чтобы представить вещи в масштабе, длина когерентности ( "=" с т ) солнечного света составляет около 0,6 мю м ( дои ). На практике это означает, что любая поляризационно-зависимая интерферометрия должна включать более короткие разности хода, иначе вы увидите (отсутствие) интерференции между двумя разными последовательностями импульсов со случайными относительными поляризациями и фазами.

Меня смущает ваше понятие поляризации «на спектральную составляющую». Как определить спектральные компоненты? Насколько я понимаю, вам придется произвольно выбирать полосу пропускания, и тогда их время когерентности будет обратным этой произвольной полосе пропускания. Кроме того, ваша длина когерентности для солнечного света кажется мне сильно преувеличенной. Вы, вероятно, имеете в виду длину когерентности света, выходящего из вашего любимого фильтра, определяющего спектральную составляющую.
Вы правы - в длине когерентности солнечного света была опечатка; Я дал ссылку на источник. Это для точечного источника с температурой 6000K, так что это будет справедливо для немонохроматического солнечного света после точечного отверстия. Под спектральной составляющей я подразумеваю чистую монохроматическую составляющую, как она определена математически. Как вы указываете, и я говорю в посте, для немонохроматического источника картина более сложная, независимо от времени когерентности каждого компонента. Однако я не думаю, что углубленное рассмотрение этого вопроса действительно то, о чем просил ОП.
Если вы имеете в виду истинно монохроматический, то вы должны убрать предложение в скобках: любой истинно монохроматический источник света имеет бесконечное время когерентности и полностью поляризован. Ваше описание неполяризованного света прекрасно, но вы, кажется, подразумеваете, что оно справедливо только для монохроматического света, тогда как верно как раз обратное . Кстати, спасибо за ссылку: мне просто интересно, как выглядит функция самокогерентности излучения черного тела, и вы дали мне ответ.
Я действительно не думаю, что это можно сильно упростить на уровне вопроса ОП. Мне было бы интересно узнать, как выглядит излучение черного тела в масштабах времени короче, чем время его когерентности (как определено в ссылке). Возможно, вы могли бы опубликовать это как ответ здесь?
Не нужно ничего упрощать: просто уберите вводящее в заблуждение утверждение в скобках, и вы ответите, что все в порядке. Мой взгляд на излучение BB будет таким же, как в моем ответе: вектор E яростно дергается. Его можно визуализировать, пропуская гауссовский белый шум через цифровой фильтр, имеющий форму квадратного корня из спектра BB. Сделайте это для обоих компонентов E . Однако я бы не стал воспринимать эту картину слишком серьезно: мы, вероятно, не достигли предела в несколько фотонов за период, необходимого для того, чтобы иметь четко определенное классическое поле.

Я думаю, что представление о неполяризованном свете у вас правильное, но я бы постарался избежать идеи «быстрого вращения», потому что она дает представление о непрерывности, чего, я думаю, вы пытаетесь избежать в концепции неполяризованного света. .

Итак, по существу неполяризованный свет моделируется короткими цугами некоторой произвольной чистой поляризации; это потому, что если вы интерферируете этот свет сам с собой, интерференционная картина в какой-то момент будет размыта, что соответствует средней длине этих поездов.

Я никогда не думал об идее получения неполяризованного света из чисто поляризованного света, но я думаю, что то, что вы предлагаете, может работать в теории. Теперь, если вы увидите настоящий вращатель Фарадея, я не думаю, что он справится с этой задачей.

Я дам вам свой личный мысленный образ неполяризованного света, может быть, это поможет.

В данной точке пространства поле E представляет собой вектор, лежащий в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. В этой плоскости, если вы поместите хвост вектора в начало координат, то вершина вектора будет точкой, случайным образом дергающейся вокруг начала координат. Важно то, что он случайный , а не периодический, так как чисто монохроматический свет не может быть неполяризованным.

Если свет узкополосный, движение будет выглядеть периодическим (и, следовательно, поляризованным) в коротких временных масштабах. Тогда вы сможете определить «мгновенную поляризацию». Но эта поляризация будет медленно меняться в масштабе времени, соответствующем ширине полосы частот. Вы ничего не можете предположить о мгновенной поляризации: она может быть линейной, эллиптической или круговой. Однако я бы предположил, что он изменяется непрерывно, если только спектр света не имеет сильно выраженных хвостов: неоднородности во временной области всегда создают тяжелые хвосты в частотной области.

Если это белый свет, то кончик вектора просто хаотично дергается с едва различимой частотой, соответствующей середине полосы. Может быть, больше шкала времени, чем реальная частота. Было бы очень трудно определить мгновенную поляризацию, потому что такая поляризация будет меняться практически в одном и том же временном масштабе.

Вы можете описать обе ситуации как суперпозицию двух полей с перпендикулярной поляризацией: комбинированная поляризация может быть вычислена из амплитуд и фаз компонентов. Но поскольку эти амплитуды и фазы имеют конечное время когерентности, ваша поляризация постоянно меняется.

Неполяризованный свет против случайно вращающегося поляризованного света?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v