Линейная поляризация

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Диаграмма с изображением электрического поля световой волны (синий цвет), линейно поляризованной в плоскости (фиолетовый цвет) и состоящей из двух ортогональных разностных компонент (красный и зелёный цвета)[1]

Линейная поляризация или плоскостная поляризация электромагнитного излучения — разновидность поляризации волн, при которой вектор электрического или магнитного поля ограничен строго одним направлением и строго одной плоскостью. В случае линейной поляризации её эллипс вырождается в отрезок прямой линии, определяющий положение плоскости поляризации[2]. Вектором электрического поля определяется ориентация линейно поляризованной электромагнитной волны (т.е. если вектор электрического поля будет вертикальным, то и излучение будет вертикально поляризованным)[3][4].

Математическое описание линейной поляризации[править | править код]

Решение уравнения электромагнитной волны[en] для классической синусоидальной плоской волны в электрических и магнитных полях выглядит следующим образом:

Здесь kволновое число,

является угловой частотой волны, а скорость света.

В данном случае — амплитуда поля, тогда[1]

является вектором Джонса в плоскости x-y[1].

Волна является линейно поляризованной, если равными являются углы фаз , то есть

.

В таком случае волна линейно поляризована под углом по отношению к горизонтальной оси (оси x), и вектор Джонса может быть выражен следующим образом:

.

Векторы состояния для линейной поляризации в x или y — частные случаи данного вектора состояния.

Если единичные векторы таковы, что

,

тогда поляризация в плоскости x-y может быть выражена следующим образом

.

В целом, если волны и имеют или одинаковые фазы, или фазы разностью 180°[2], то сумма их векторов представляет собой линейно поляризованную волну с вектором поляризации, направленным под углом к оси вектора и с амплитудой . Если же их фазы разные, то волна будет поляризована эллиптически[5].

Векторы и матрицы Джонса[править | править код]

В зависимости от направления поляризации света векторы Джонса могут принимать разный вид. В частности, выделяются следующие векторы Джонса для линейной поляризации:[1]

  • при горизонтальной поляризации;
  • при вертикальной поляризации;
  • при поляризации под углом +45°;
  • при поляризации под углом -45°.

Разным оптическим элементам соответствуют следующие матрицы Джонса:[1]

  • для горизонтального линейного поляризатора;
  • для вертикального линейного поляризатора;
  • для линейного поляризатора под углом +45°;
  • для линейного поляризатора под углом -45°.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Джексон Дж. Классическая электродинамика / пер. с английского Г. В. Воскресенского и Л. С. Соловьева; под редакцией Э. Л. Бурштейна. — М.: Мир, 1965. — С. 703.
  • Jackson, John D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). — Wiley, 1998. — ISBN 0-471-30932-X.
  • Joseph Shapira, Shmuel Y. Miller. CDMA radio with repeaters. — Springer, 2007. — ISBN 0-387-26329-2.
  • Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1984.

Ссылки[править | править код]