قطبش سنج و کاربردهای آن

قُطبِش، قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون (به انگلیسی: Polarization)، از ویژگی‌های اساسی امواج عرضی است که راستای نوسان موج را در صفحهٔ عمود بر جهت انتشار آن نشان می‌دهد. در الکترومغناطیس، قطبشِ یک موج الکترومغناطیسی (مانند نور) نشان‌دهندهٔ راستای بردارِ میدان الکتریکی آن است.

دستگاه قطبش سنج نور از جمله محصولات اندازه گیری مورد استفاده در تحلیل و تجزیه محتوای آنتی بیوتیکی در کشاورزی و صنعت طب می باشد و در مواد مانند غذایی، نفت، دیابتی و غیره نقش موثری دارد.

 

انواع قطبش

قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون
خطی
 
 
 
قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون
دایره‌ای
 
 
 
قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون
بیضوی
 
 
گونه‌های مختلف قطبش:

امواج طولی (مانند صوت) قطبش ندارند، زیرا راستای نوسان و راستای پیشروی (انتشار) آن‌ها یکی است. در امواج عرضی (مانند نور) راستای نوسان میدان الکتریکی یکتا نیست، و با قطبش تعیین می‌شود. قطبش، عمود بر مسیر حرکت موج الکترومغناطیسی است. ممکن است میدان الکتریکی تنها در یک راستا نوسان کند (قطبش خطی)، یا این‌که راستای نوسانش، مُدام تغییر کند (قطبش چرخشی چپ‌گرد یا راست‌گرد).

 

قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون

 

در حالت کلی، قطبش امواج الکترومغناطیسی مسئله‌ای پیچیده‌است. مثلاً در فیبر نوری یا پرتوهای قطبیده (پلاریزه) در فضای آزاد، توصیف پلاریزاسیون موج پیچیده‌تر است، زیرا میدان‌ها، می‌توانند تا سه مؤلفه داشته‌باشند.

در مواد جامد، امواج صوتی می‌توانند به صورت عرضی باشند. در این حالت قطبش با مسیر تنش برشی در سطح عمود بر جهت انتشار در ارتباط است. این موضوع در زلزله‌شناسی اهمیت دارد. قطبش در علوم و تکنولوژی در رابطه با انتشار موج اهمیت دارد؛ مثل علوم نوری، مخابرات و رادار.

این نوع از محصولات اندازه گیری ابزار مورد استفاده برای تعیین چرخش نوری از مواد است. در این روش، غلظت ،محتوا، خلوص ، و غیره از مواد خاص را میتواند در بر داشته باشد.

 

قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون

 

در این نوع محصولات اندازه گیری نور سفید در تمام جهات پراکنده می گردد و اگر از اجسام قطبی مانند بعضی مواد پلاستیکی یا بلورهای طبیعی مانند کلسیت (CaCO3) عبور کند، نور به دو اشعه تقسیم می شود. چون سرعت هر یک از دو اشعه در داخل بلور متفاوت است. در صورتی که بلور در امتداد یکی از قطب ها با یک زاویه مناسب برده شود، جزئی که اشعه عادی نامیده می شود منعکس شده و خارج می شود در صورتی که جزئی که اشعه غیرعادی (پلاریزه) نامیده می شود.

به عبارت بهتر این نوع محصولات اندازه گیری ابزاری است که چرخش نوری مواد را اندازه گیری میکند.  در الکترومغناطیس، قطبشِ یک موج الکترومغناطیسی (مانند نور) نشان‌دهنده جهت بردارِ میدان الکتریکی آن نسبت به راستایِ انتشار است.

 شرکت تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق بهروز ارائه دهنده محصولات اندازه گیری انواع این محصول را ارائه می کند. این نوع محصولات اندازه گیری در موارد زیر کاربرد دارد: تجزیه و تحلیل محتوای آنتی بیوتیک کشاورزی، تجزیه و تحلیل ویتامین ها، گلوکز در طب چینی، گیاهی، دارویی و موارد پژوهشی، تجزیه و تحلیل مواد معدنی و نفت، تجزیه و تحلیل روغن های ضروری، در بیمارستان ها برای تجزیه و تحلیل دیابت بالینی و موارد دیگر.

 

قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون

 

تداخل و پراش با این که ماهیت موجی نور را اثبات می کنند ولی هنوز تصوری کامل از ماهیت امواج نوری به دست نمی دهند. خصوصیات جدیدی از نور با آزمایش عبور نور از بلورهایی نظیر تورمالین توضیح داده می شود.
دو تیغه مستطیل شکل و همانند از بلور تورمالین* را النتخاب می کنیم به طوری که یکی از اضلاع مربع مستطیل با امتداد مشخصی از بلور، که به محور نوری معروف است، منطبق باشد.
دو تیغه را طوری روی هم قرار می دهیم که محورهای آنها در یک امتداد قرار گیرند و از دو تیغه باریکه نور چراغ یا خومرشید را عبور می دهیم. از آنجایی که تورمالین بلور قهوه ای مایل به سبز می باشد، اثر باریکه عبوری روی پرده به صورت یک لکه قهوه ای تیره خواهد بود. حال یکی از بلورها را حول باریکه نور می چرخانیم و بلور دیگر را بی حرکت نگه می داریم . مشاهده می کنیم که اثر باریکه ضعیف تر و ضعیف تر می شود و وقتی تیغه به اندازه 90 درجه می چرخد، محو می شود. چرخش بیشتر تیغه منجر به افزایش شدت نور می شود و وقتی تیغه به اندازه 180 درجه چرخانده شود، یعنی محورهای نوری دو تیغه دوباره موازی شوند، مقدار اولیه را به دست می آورد. هرگاه بلور تورمالین باز هم چرخانده شود، باریکه نوردوباره تضعیف می شود، و وقتی محورهای دو تیغه بر هم عمود شوند از مینیمم عبور می کند (محو می شود)، و وقتی تیغه به وضعیت اولیه خود برمی گردد ، باریکه نور به شدت اولیه خود می رسد.


قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون


به این ترتیب، وقتی تیغه به اندازه 360 درجه سانتی گراد چرخانده شود، شدت باریکه عبوری از دو تیغه دو بار ماکزیمم مقدار خود را به دست می آورد (وقتی محور دو تیغه با هم موازی اند). فرایند بدون توجه به این که کدام یک از دو تیغه و در چه جهتی می چرخد همیشه به یک روش صورت می گیرد. همچنین مهم نمی باشد که دو تیغه با هم تماس داشته باشند یا در فاصله معینی از یکدیگر قرار بگیرند (شکل 1).
لیکن، اگر یکی از تیغه ها را حذف کنیم و تیغه به جا مانده را بچرخانیم، یا دو تیغه را طوری بچرخانیم که محورهای آنها با یکدیگر زاویه ثابتی داشته باشند، هیچ گونه تغییری در شدت باریکه عبوری مشاهده نخواهد شد. بنابراین شدت باریکه عبوری فقط وقتی تغییر می کند که نور عبور کرده از یکی از تیغه ها با تیغه دیگر که محورش نسبت به محور تیغه اول تغییر می یابد، برخورد کند.

 

قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون

 

نور پلاریزه (قطبیده)
به این ترتیب، نور عبوری از تورمالین خصوصیات ویژه ای پیدا می کند. خصوصیات امواج نوری در سطح عمود بر راستای انتشار ناهمسانگرد می شود، یعنی نسبت به سطحی که از باریکه نور و محور تورمالین می گذرد متفاوت است. به همین علت، توانایی چنین نوری برای عبور از تیغه تورمالین دوم به سمتگیری محور نوری این تیغه نسبت به محور نوری تیغه دوم بستگی دارد. باریکه نور گسیلی از چراغ (یا خورشید) این نوع ناهمسانگردی از خود نشان نمی دهد زیرا سمت گیری تورمالین برای این باریکه بی اثر بود. 

 

 

اطلاعات تکميلي