Поляризация последовательными поляризаторами для минимальных потерь энергии

Итак, в настоящее время я изучаю поляризацию на относительно базовом уровне, и в списке предлагаемых упражнений есть этот качественный вопрос. Я почти уверен, что знаю ответ, но не знаю, как именно к нему прийти. Кроме того, я думаю, что если я прав насчет ответа, то на самом деле было бы довольно сложно доказать это математически.

Таким образом, вопрос заключается в том, что при определенном количестве поляризаторов и поляризованном источнике электромагнитных волн, как лучше всего минимизировать потери энергии для поворота волны на заданный градус.

Итак, я интуитивно понял, что ответ будет состоять в том, чтобы повернуть каждый поляризатор как можно меньше по отношению к предыдущему, чтобы в конце концов электромагнитная волна повернулась на конечный угол.

Я думаю, что не очевидно, почему ОБЩАЯ потеря энергии должна быть минимальной при таком подходе. Что гарантирует, что нет другой функции вращения поляризатора в зависимости от того, на сколько градусов уже повернут свет, которая еще больше минимизирует потери?

Доказательство может иметь какое-то отношение к показу того, что средняя потеря функции, которая поворачивает каждый поляризатор θ / н по отношению к предыдущему, где θ = Конечный угол и н = общее количество поляризаторов, равных или меньших средних потерь любой функции в наборе функций угла поворота поляризатора.

Ответы (1)

Самый простой способ доказать это — спросить себя, что минимизирует потери энергии от А к В при наличии всего лишь одного дополнительного поляризатора. То есть, начиная с 0° и заканчивая β , чему равен промежуточный угол α вам нужно разместить поляризатор, чтобы получить наименьшую общую потерю мощности.

Амплитуда после первого поляризатора:

А α "=" А 0 потому что α

Амплитуда после секунды:

А β "=" А α потому что ( β α ) "=" А 0 потому что α потому что ( β α )

Дифференцируя это выражение по α и обнуление результата:

грех α потому что ( β α ) потому что α грех ( β α ) "=" 0 загар α "=" загар ( β α ) α "=" 1 2 β

Как и предсказывала твоя догадка. Итак, если у вас есть н 1 поляризаторы настроены на оптимальный угол, последний должен разделить оставшийся интервал на два. Но это верно независимо от того, какой поляризатор вы вставляете последним... поэтому, если вы продолжите извлекать один поляризатор и вставлять его обратно «посередине» в слот, из которого вы его удалили, вы в конечном итоге получите все углы поляризатора. равномерно распределены.