Svaret blev inte så uttömmande, men jag kanske kan få lite mer hjälp ifrån någon som vill.
Vi börjar med att tänka på ett experiment.
Material är en ljuskälla, 3 stycken polariserade genomskinliga plastbitar och någonting som mäter hur mycket ljus som kommit igenom dessa plastbitar under experimentets gång.
De polariserade plastbitarna kallas polarisatorer och består av en skiva genomskinlig plast som dragits ut i en riktning så att molekylerna i plasten alla ligger åt samma håll. Jag ska försöka illustrera detta:
Bilden till vänster föreställer en bit av en plastskiva där molekylerna ligger huller om buller och bilden till höger är samma plastskiva fast nu har någon varit framme och dragit i plasten så att molekylerna lägger sig i samma riktning.
Det finns massor av roliga egenskaper som dyker upp när man gör detta, t.ex. plastens hållbarhet per massenhet ökar förvånande mycket, men det vi intresserar oss för just nu är att det händer något med ljuset som passerar igenom plastskivan.
Ljuset kan bete sig både som ett vågfenomen och som någon slags partikel. Just nu tänker vi på det som ett vågfenomen.
När vår kära sol sänder ut sina kopiösa mängder ljus runt omkring sig, strålar ljusvågorna åt alla håll, horisontellt, vertikalt, diagonalt, och alla håll däremellan i varje ljusstråle, dvs. fångar man en enda ynka ljusstråle kommer den att våga sig horisontellt, vertikalt, diagonalt, och allt däremellan.
Om en sådan ljusstråle stöter på den högra plastskivan vi ser i bilden ovanför, dvs. den diagonalt polariserade, kommer bara de diagonala ljusvågorna igenom.
(Samma fenomen dyker upp när man reflekterar ljuset i en spegel där infallsvinkeln är så snäv att endast de vågor som är parallella med spegelytan reflekteras eftersom de övriga inte får tillräckligt utrymme för att studsa.)
Allt annat ljus än de diagonala vågorna stoppas om ljusstrålen passerar genom en diagonalt polariserad plastbit.
Jag ska försöka beskriva detta med en bild där linjerna i plastbiten beskriver polariseringen och pilarna beskriver ljusets riktning.
Som ni ser är det ett mindre antal pilar på högersidan jämfört med vad som är på vänstersidan. Detta är mitt försök att illustrera att det är mindre ljus som släpps igenom, och i denna diagonalt polariserade plastbit är det bara de diagonala ljusvågorna som släppts igenom.
Vi gör samma sak med en vertikalt polariserad plastbit och ser vad som händer:
Samma fenomen här; bara de vertikala ljusvågorna släpps igenom den vertikalt polariserade plastbiten.
Då låter vi nästa steg vara att låta ljuset passera två stycken horisontellt polariserade plastbitar och ser vad som händer:
Jaså, där ser man. Det redan horisontellt polariserade ljuset har inga problem att passera igenom den andra plastbiten. Samma styrka efter den första som efter den andra.
Vi provar nu att låta ljuset passera igenom en vertikal polarisator och en horisontell polarisator:
Oj, där ser vi att ljuset inte kan komma igenom, och det verkar ju logiskt eftersom alla vertikala ljusvågor är bortpolariserade när de kommer fram till den plastbit som skulle släppt igenom dem. Vi kallar ljuset längst till vänster för opolariserat ljus, ljuset efter den horisontella polarisatorn kallar vi för horisontellt polariserat ljus, och ljuset längst till höger kallar vi för inget ljus eftersom det inte är något ljus där…
Allt ljus som passerar en plastbit polariseras i den riktning molekylerna i plastbiten är placerade.
Vi provar nu att ha två vertikalt polariserade plastbitar efter varandra. Vi ser att ljuset försvagas en aning eftersom bara de vertikala våglängderna passerar igenom. Vi vrider sedan den högra plastbiten långsamt i den riktningen så att om man skulle vrida den 90˚ skulle den vara horisontellt polariserad, men vi gör det mycket långsamt.
Först kommer vi att märka att mindre och mindre ljus släpps igenom de två plastbitarna, och när vi har vridit plastbiten 90˚, kommer inget ljus igenom.
Skulle vi fortsätta vrida 90˚ till, kommer vi märka att ljuset återigen kommer att öka, för att till sist släppa igenom lika mycket som det hade gjort om det bara hade varit den första plastbiten vi gjort experimentet med.
När två polarisatorer är ställda i rät vinkel emot varandra släpper de inte igenom något ljus.
Ett diagonalt filter släpper igenom diagonalt polariserat ljus, och skulle vi efter det diagonala filtret sätta upp ett vertikalt filter skulle ljuset minska lite till:
Som vi ser har ljuset minskat ytterligare, och skulle vi sätta dit ett horisontellt polariserande filter efter det vertikala, vet vi att inget ljus skulle passera.
Här har vi ställt upp ett diagonalt, vertikalt och horisontellt filter efter varandra i den ordningen och inget ljus släpps igenom. Vi känner att logiken kan ligga och sova och vi hänger med ändå; en självklarhet.
Vi sätter upp ett vertikalt, horisontellt, och ett diagonalt efter varandra i den ordningen för att se vad som händer, men vi kan redan nu gissa att inget ljus kommer igenom.
En bit tårta var det här, som engelsmannen skulle sagt.
Nu kommer det intressanta. Vad skulle hända om man placerade filtren i ordningen: horisontellt, diagonalt, vertikalt? Vi provar:
På något mystiskt och skumt sätt släpps nu allt ljus igenom precis som om plastbitarna varit opolariserade ifrån början. Hur kommer detta sig?
Föreläsaren började prata om allt möjligt konstigt som han kunde komma på utan att riktigt gå in på problemet, men efter att jag frågat ytterligare 2 gånger, utan att vara oartig, hur det kommer sig att allt släpps igenom, svarade han bara "Det händer mycket konstiga saker med ljus...".
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar