《三元平衡定律》2.1 電磁波與電磁波偏振現象
通過對第一章內容的講解,我們對三元平衡定律已經有了一定的初步認識。通過三元平衡定律對電磁波的講解,知道電磁波是電場和磁場周期性相互轉換形成的非有形波。這種非有形波,實際上是一種呈周期性變化的粒子形成的“類波”現象,所以電磁波具有波粒二象性。
可見光作為電磁波的一種,可見光的偏振現象,同樣也是電磁波研究領域里,一個不可回避的自然現象。傳統電磁波理論根據:“偏振是指橫波的振動矢量(垂直于波的傳播方向)偏于某些方向的現象”,所以認為電磁場是一種橫波,然而橫波事實上卻是一種有形波。
其實人們之所以會認為電磁場是一種橫波,主要還是因為對機械波的慣性認知,人們對機械波的慣性認知,直接影響到了對電磁波的認知。
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圖2-1,傳統理論中對電磁波偏振現象解釋的示意圖。
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但是通過三元平衡定律建立起來的電磁波的波動形態(tài)模型圖,知道電場和磁場之間能量大小的轉換,是形成電磁波的最根本要素。電磁波是一種非有形波,這種非有形的“類波”,其實是某一時空里電磁場的某種狀態(tài)。
所以根據三元平衡定律,電磁波偏振如圖2-2所示:
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圖2-2,自然光在通過偏振鏡的過程中,電場周圍的磁場被部分屏蔽。
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電磁波被偏振鏡屏蔽的部分磁場,會導致電磁波整體能量的流失,但不會影響電磁波的頻率,更不會影響電磁波中,電場與磁場的轉換關系。
電磁波穿過偏振鏡,電場和磁場能量波動關系變化,如圖2-3所示:
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圖2-3,電磁波穿過偏振鏡,由于電磁波中的磁場被部分屏蔽,導致了部分能量流失。就是說,在電磁波穿過偏振鏡的時候,損耗了部分能量,通過偏振鏡之后的電磁波仍然會保持無損耗傳播。圖中的曲線的長短與機械波波形圖中表示頻率不同,只表示整體能量大小,這里和頻率無關,平衡軸也不是表示電磁波的傳遞方向。
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