Simulator Polarizare Circulară

Parametri Undă

Tip Polarizare

Proprietăți Undă

Frecvență (f) 5.0 × 10¹⁴ Hz

1 × 10¹⁴ 10 × 10¹⁴

Amplitudine (E₀) 1.0 V/m

0.1 V/m 2.0 V/m

Lungime de undă (λ) 600 nm

380 nm (Violet) 780 nm (Roșu)

Diferență de fază (δ) 90°

0° 360°

Viteză animație 1.0×

0.1× 3.0×

Opțiuni Afișare

Componenta Eₓ Componenta Eᵧ Vector Rezultant Traiectorie Polarizare Grilă

Control Redare

Timp Curent t = 0.00 fs

Vector de Undă k = 1.05 × 10⁷ rad/m

Frecvență Unghiulară ω = 3.14 × 10¹⁵ rad/s

Culoare Vizibilă

Calcule

Componente Câmp Electric

Eₓ(z,t) = E₀ cos(kz - ωt)

Valoare curentă: 0.00 V/m

Eᵧ(z,t) = E₀ cos(kz - ωt + δ)

Valoare curentă: 0.00 V/m

Mărimi Derivate

Număr de undă (k) 1.05 × 10⁷ rad/m k = 2π/λ

Frecvență unghiulară (ω) 3.14 × 10¹⁵ rad/s ω = 2πf

Perioadă (T) 2.00 fs T = 1/f

Viteză de fază (v) 3.00 × 10⁸ m/s v = λf = c

Intensitate (I) 1.33 × 10⁻³ W/m² I = ½ε₀cE₀²

Energia fotonului (E) 3.31 × 10⁻¹⁹ J E = hf

Stare de Polarizare

Vector Jones:

[

1 i

]

Parametri Stokes:

S₀ = 1 S₁ = 0 S₂ = 0 S₃ = 1

Teorie și Concepte

Ce este Polarizarea Circulară?

Polarizarea circulară este o stare de polarizare în care vectorul câmpului electric al unei unde electromagnetice se rotește în cerc pe măsură ce unda se propagă. Vârful vectorului câmpului electric descrie o elice în spațiu.

Tipuri de Polarizare

Circulară Dreapta (RCP)

Câmpul electric se rotește în sensul acelor de ceasornic când este privit din direcția de propagare. Diferența de fază δ = +90° (π/2).

Circulară Stânga (LCP)

Câmpul electric se rotește în sens invers acelor de ceasornic când este privit din direcția de propagare. Diferența de fază δ = -90° (-π/2).

Polarizare Liniară

Câmpul electric oscilează într-un singur plan. Diferența de fază δ = 0° sau 180°.

Polarizare Eliptică

Cazul general în care câmpul electric descrie o elipsă. Apare când componentele au amplitudini diferite sau diferență de fază diferită de 90°.

Descriere Matematică

Pentru o undă care se propagă în direcția z: Eₓ(z,t) = E₀ₓ cos(kz - ωt) Eᵧ(z,t) = E₀ᵧ cos(kz - ωt + δ) Unde: E₀ₓ, E₀ᵧ - Componentele amplitudinii k = 2π/λ - Numărul de undă ω = 2πf - Frecvența unghiulară δ - Diferența de fază

Constante Fizice

Viteza luminii (c) 2.998 × 10⁸ m/s

Constanta lui Planck (h) 6.626 × 10⁻³⁴ J·s

Permitivitatea vidului (ε₀) 8.854 × 10⁻¹² F/m

Permeabilitatea vidului (μ₀) 1.257 × 10⁻⁶ H/m

Subiecte Avansate

Calculul Jones

Calculul Jones este un formalism matematic pentru descrierea luminii polarizate folosind vectori complecși 2×1 (vectori Jones) și matrici complexe 2×2 (matrici Jones).

Vectori Jones comuni: Liniar (H): [1, 0]ᵀ Liniar (V): [0, 1]ᵀ Circular Dreapta: 1/\sqrt2 [1, -i]ᵀ Circular Stânga: 1/\sqrt2 [1, i]ᵀ

Parametrii Stokes

Parametrii Stokes oferă o descriere completă a stării de polarizare, inclusiv pentru lumina parțial polarizată.

S₀ = |Eₓ|² + |Eᵧ|² (Intensitate totală) S₁ = |Eₓ|² - |Eᵧ|² (Liniar H-V) S₂ = 2Re(EₓEᵧ*) (Liniar \pm45°) S₃ = 2Im(EₓEᵧ*) (Circular)

Sfera Poincaré

Sfera Poincaré este o reprezentare grafică a tuturor stărilor posibile de polarizare. Punctele de pe sferă reprezintă stări complet polarizate:

Polul Nord: Circular dreapta
Polul Sud: Circular stânga
Ecuator: Polarizări liniare
Alte puncte: Polarizări eliptice

Aplicații

🔬 Spectroscopie

Dicroism circular pentru studiul moleculelor chirale

📡 Comunicații

Comunicațiile prin satelit folosesc polarizare circulară

🎬 Cinema 3D

RealD 3D folosește polarizare circulară pentru proiecție stereoscopică

📻 Radioastronomie

Detectarea emisiilor polarizate de la surse celeste

🔒 Criptografie Cuantică

Stările de polarizare codifică informația cuantică

🦋 Natură

Unele animale pot detecta lumina polarizată circular

Elemente Optice

Placă de Sfert de Undă (λ/4)

Convertește polarizarea liniară în circulară și invers. Introduce o defazare de 90° între componentele ortogonale.

Placă de Jumătate de Undă (λ/2)

Rotește planul polarizării liniare. Convertește RCP în LCP și invers.

Polarizor

Transmite doar o componentă de polarizare liniară, blocând componenta ortogonală.