נגישות
headline
Error processing SSI file




המודל הגלי של האור


קיטוב אור

כפי שלמדנו האור הוא גל אלקטרומגנטי. בגל אלקטרומגנטי ההפרעה בשדה החשמלי נמצאת במישור הניצב לכיוון התקדמות הגל וההפרעה בשדה המגנטי נמצאת במישור הניצב לשניהם. כך עונה הגל האלקטרומגנטי על ההגדרה של גל רוחב.

אך ההגבלות הללו על מיקום ווקטורי השדות החשמלי והמגנטי אינן מכתיבות את מיקומם המדויק. הן רק מכתיבות את המישור בו הם נמצאים. למשל, אם הגל האלקטרומגנטי מתקדם כיוצא מדף זה, אז ווקטור השדה החשמלי חייב להימצא במישור הדף יחד עם ווקטור השדה המגנטי, הניצב לו. אך ווקטור השדה החשמלי יכול להיות פונה ימינה, או שמאלה, או מטה, או מעלה ... או בכל כיוון אפשרי במעגל של 360 מעלות, כשווקטור השדה המגנטי תמיד ניצב לו.

בכמעט כל מקורות האור נקבל שווקטורי השדות החשמלי והמגנטי אינם קבועים בכיוונם, אלא רוטטים בכיוונים שונים. אור בו ווקטורי השדות רוטטים בכיוונים שונים הוא אור שאינו מקוטב. אם נאלץ בדרך כלשהי את ווקטורי השדות להיות קבועים בכיוונם נקבל אור מקוטב.

העין האנושית אינה מסוגלת להבחין בהבדל בין אור מקוטב לאור שאינו מקוטב. נוכל להבחין בקיטוב האור בתמונה שצולמה עם מסנן שהוא מקטב אור בהתמתנות האזורים הבוהקים בתמונה בהם יש החזרה מסנוורת.

קיטוב האור יכול להתקבל, בתנאים מסוימים, גם כתוצאה מפיזור. כאשר אור פוגע באלקטרון חופשי באטום כלשהו הסופג את האנרגיה שלו הוא גורם לאלקטרון לרטוט. האלקטרון רוטט ופולט חזרה את האור בכיוון אקראי. האור אמנם נפלט בכיוון אקראי, אך השדה החשמלי שלו מוגבל להיות בתוך המישור בו הוגבל להיות ווקטור השדה החשמלי של האור לפני הפגיעה.

נשתמש בדוגמה הבא כדי להסביר את תהליך הקיטוב שתואר לעיל. נדמיין קרן אור העוברת בקו אופקי מצד שמאל לצד ימין. השדה החשמלי ניצב לקו ההתקדמות של האור, אך יכול לפנות כלפי מעלה או מטה או כלפינו או לעבר כל כיוון אחר הנמצא במישור הניצב לקו ההתקדמות של האור. האלקטרון שסופג אליו את אנרגיית האור מאולץ לרטוט רק בתוך מישור זה. אם האור הנפלט ממנו יפלט בניצב למישור זה נקבל אור מקוטב. אור שיפלט חזרה אחורנית או בכיוון קדימה יהיה לא מקוטב כלל. אור שיפלט בכל זווית אחרת יהיה מקוטב באופן חלקי.

קיטוב אור


דוגמה מרהיבה להשפעה של קיטוב אור המתקבל מפיזור ניתן למצוא ברקיע השמיים. באטמוספרה מתקבל פיזור של אור השמש בעקבות הימצאותם של מולקולות חמצן וחנקן. האור הלבן המגיע מהשמש מכיל אורכי גל בתדרים שונים כמגוון הצבעים הנראים לעין האנושית. מבלי לתת הוכחה נטען שהגלים בעלי אורכי הגל הארוכים יותר (צבעי אדום, כתום וצהוב) אינם גורמים לפיזור באותה היעילות כמו הגלים בעלי אורכי הגל הקצרים יותר (צבעי סגול וכחול).

כאשר השמש נמצאת מעלה בשמיים היא ממטירה על כדור-הארץ אור לבן. בשכבת האטמוספרה מושפעים תדרי הצבעים השונים אחרת. תדרי הגוונים הכחולים מושפעים יותר מהפיזור וממלאים את השמיים באור המקוטב ברובו ובעל גוון דומיננטי של כחול. חריג לכך הוא בזמן הזריחה של השמש ובזמן שקיעתה. כאשר השמש נמצאת נמוך בשמיים הפיזור המוגבר של תדרי האור הכחול גורם כעת לאיבוד שלהם ולכן השמיים נצבעים בגווני אדום-כתום.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - קרינה וחומר | קרינה וחומר - המודל הגלי של האור : ניסוי תומאס יאנג | סריג של m סדקים | האור כגל אלקטרומגנטי | ספקטרום הגלים האלקטרומגנטיים | השפעת האטמוספרה על קרינת גלי רדיו | הקרינה הקוסמית וקרינת השמש | קיטוב אור | תוצא דופלר | סיכום ]