Qutblanish hodisasini oʻrganish

Qutblangan yorugʻlik deganda elektr va magnit maydon kuchlanganliklarining vektorlari E va B lar maʼlum bir tartibda tartiblangan holatda tarqalishini tushunamiz. Yorugʻlikning qutblanishi atamasini fanga I. Nyuton kiritgan, uning tabiatini J. K. Maksvell yorugʻlikning elektromagnit nazariyasida tushuntirib bergan. Fransuz fizigi E. Malyus Island shpati parchasi orqali Parijdagi Lyuksemburg saroyining botayotgan quyosh nurlaridan yaltirab turgan oynalarini kuzatib, kristallning maʼlum vaziyatda faqat bittagina tasvir koʻrinishini ajablanib payqadi. Shu va boshqa tajribalar asosida hamda I. Nyutonning yorugʻlikning korpuskulyar nazariyasiga tayanib, E. Malyus Quyosh yorugʻligida tartibsiz yoʻnalgan korpuskula (zarra) lar biror sirtdan qaytgandan yoki anizotrop kristalldan oʻtgandan keyin maʼlum yoʻnalishga ega boʻlib qoladi, deb faraz qildi. Bunday „tartiblangan“ yorugʻlikni u qutblangan yorugʻlik deb atadi. Yorugʻlik manbalaridan chiqqan yorugʻlik toʻlqinlari tartibsiz tarqaladi, yaʼni toʻlqinlar turli tekisliklarda tebranadi. Bunday toʻlqinli yorugʻlik tabiiy yorugʻlik deb ataladi. Tabiiy yorugʻlikdan farqli ravishda E va H vektorlarning oʻzaro perpendikulyar tashkil etuvchilari orasida doimiy fazalar farqi mavjud boʻlgan yorugʻlik qutblangan yorugʻlik deb ataladi. Yorugʻlik manbaining hamma elementar qismlaridan bir xil toʻlqinli yorugʻlik nurlari chiqsa, bunday yorugʻlikka toʻla qutblangan yorugʻlik deyiladi. Tabiiy yorugʻlik tarkibida chiziqli, 5mplitud va doiraviy qutblangan yorugʻlik toʻlqinlari boʻladi. E ning uchi yoruglik nuriga tik tekislikda ellips chizsa, u holda yorugʻlik toʻlqinlari amplitudasi qutblangan yorugʻlik, aylana chizsa, doiraviy qutblangan yorugʻlik, E tekislikda doimiy yoʻnalishini saqlasa, bunday holatda chiziqli qutblangan yorugʻlik deb ataladi. Vakuumda yorugʻlikning tarqalishi uning qutblanganligiga bogʻliq boʻlmaydi. Agar yoruglik biror muhitda tarqalsa, yorugʻlikning yutilishi, tarqalish yoʻnalishi va tezligi uning qutblanganligiga bogʻliq boʻladi. Tabiiy yorugʻlikdan qutblangan yorugʻlik hosil qilish uchun qutblash asbobi (polyarizator)dan foydalaniladi. Yorugʻlikning qutblanishi moddalarning anizotropik xususiyatlarini oʻrganishga yordam beradi. Kristallooptikada kristallarning tuzilishi, mineralogiya va petrografiyada minerallar va togʻ jinslari qutblangan yorugʻlik yordamida oʻrganiladi.

Toʻlqinning tarqalish yoʻnalishi:

 Doiraviy polarizatsiya – induksiya vektorining aylanish yoʻnalishiga qarab oʻng yoki chap;
 Elliptik polarizatsiya – dumaloq va chiziqli qutblanishlar orasidagi oraliq holat.

Inkogerent nurlanish qutblanishi yoki yuqoridagi usullardan birortasi bilan toʻliq yoki qisman qutblanishi mumkin emas. Bunday holda, polarizatsiya tushunchasi 5mplitude jihatdan tushuniladi. 5

Polarizatsiyani nazariy koʻrib chiqishda toʻlqin gorizontal ravishda tarqaladi deb taxmin qilinadi. Keyin toʻlqinning 6mplitud va gorizontal chiziqli polarizatsiyasi haqida gapirishimiz mumkin. Elektromagnit toʻlqinni (nazariy va amaliy jihatdan) ikkita qutblangan komponentga ajratish mumkin, masalan, 6mplitud va gorizontal qutblangan. Boshqa kengaytmalar, masalan, oʻzaro perpendikulyar yoʻnalishlarning boshqa juftligida yoki chap va oʻng dumaloq polarizatsiyaga ega boʻlgan ikkita komponentda mumkin. Chiziqli polarizatsiyalangan toʻlqinni dumaloq polarizatsiyaga (yoki aksincha) kengaytirishga harakat qilganda, ikkita yarim intensivlik komponenti paydo boʻladi.

 Tarixi 
Qutblangan yorugʻlik toʻlqinlarining kashfiyotidan oldin koʻplab olimlar ishlagan. 1669 – yilda daniyalik olim E.Bartolin ohakli shpati (CaCO3) kristallari bilan oʻtkazgan tajribalari haqida, koʻpincha oddiy rombedr koʻrinishida boʻlgan, ularni Islandiyadan qaytgan dengizchilar olib kelganligi haqida maʼlumot berdi. U kristalldan oʻtayotgan yorugʻlik dastasi ikki nurga (hozir oddiy va gʻayrioddiy deb ataladi) ajralishini koʻrib hayron boʻldi. Bartolin oʻzi kashf etgan qoʻsh sinishi hodisasini chuqur oʻrgandi, ammo u izoh bera olmadi. E. Bartolin tajribalaridan 20 yil oʻtgach, uning kashfiyoti golland olimi X. Gyuygensning eʼtiborini tortdi. Uning oʻzi Islandiya shpak kristallarining xususiyatlarini oʻrganishni boshladi va yorugʻlikning toʻlqin nazariyasi asosida qoʻsh sinishi hodisasiga izoh berdi. Shu bilan birga, u kristalning 6mpli oʻqi haqida muhim tushunchani kiritdi, uning atrofida aylanish jarayonida kristalning xususiyatlarining anizotropiyasi, yaʼni ularning yoʻnalishga bogʻliqligi (albatta, hamma kristallarda ham shunday oʻq mavjud emas). Gyuygens oʻz tajribalarida Bartolindan uzoqroqqa oʻtib, Islandiya shpati kristalidan chiqqan ikkala nurni ham xuddi shunday ikkinchi kristall orqali oʻtkazdi. Maʼlum boʻlishicha, agar ikkala kristalning optik oʻqlari parallel boʻlsa, bu nurlarning optik parchalanishi endi sodir boʻlmaydi. Agar ikkinchi romboedr tarqalish yoʻnalishi boʻyicha 180 daraja aylantirilsa oddiy nur, keyin ikkinchi kristall orqali oʻtayotganda favqulodda nur birinchi kristaldagi siljishga qarama-qarshi yoʻnalishda siljishni boshdan kechiradi va ikkala nur ham bir nurga birlashtirilgan bunday tizimdan chiqadi. Bundan tashqari, kristallarning 6mpli oʻqlari orasidagi burchakka qarab, oddiy va favqulodda nurlarning intensivligi oʻzgarishi aniqlandi. Ushbu tadqiqotlar Gyuygensni yorugʻlik qutblanishi hodisasini kashf etishga yaqin qildi, ammo u hal qiluvchi qadamni qoʻya olmadi. X.Gyuygensning tajribalarini tushuntirish uchun yorugʻlikning korpuskulyar nazariyasiga amal qilgan I.Nyuton yorugʻlik nurining eksenel simmetriyasining yoʻqligi haqidagi gʻoyani ilgari surdi va shu bilan yorugʻlikning qutblanishini tushunishga muhim qadam qoʻydi. 1808 – yilda fransuz fizigi E.Malus island shpazi boʻlagi orqali Parijdagi Lyuksemburg saroyi derazalariga botayotgan quyosh nurlarida porlab qarab turib, kristalning maʼlum bir pozitsiyasida faqat bitta rasm koʻrindi. Shu va boshqa tajribalarga asoslanib, Nyutonning yorugʻlikning korpuskulyar nazariyasiga asoslanib, u quyosh nuridagi korpuskulalar tasodifiy yoʻnaltirilgan boʻladi, lekin sirtdan aks etgandan yoki anizotrop kristaldan oʻtgandan soʻng ular maʼlum bir orientatsiyaga ega boʻladi, degan fikrni ilgari surdi. Bunday „tartibli“ yorugʻlikni u polarizatsiya deb atagan.