قطبش دایره ای

{circular polarization} [فیزیک] چرخش دایره ای بُردار جابه جایی یا بُردار میدان الکتریکی موج در صفحۀ عمود بر راستای انتشار

در الکترودینامیک، قطبش دایره ای موج الکترومغناطیسی، حالتی از قطبش است که در هر نقطه، میدان الکترومغناطیسی موج اندازه ثابتی دارد و با سرعت ثابتی در صفحه ای عمود بر جهت موج می چرخد.
در الکترودینامیک، قدرت و جهت یک میدان الکتریکی با بردار میدان الکتریکی آن تعریف می شود. در مورد یک موج قطبی دایره ای، نوک بردار میدان الکتریکی، در یک نقطه معین از فضا، به فاز نور در حال حرکت در زمان و مکان مربوط می شود. در هر لحظه از زمان، بردار میدان الکتریکی موج، نقطه ای روی مارپیچ را نشان می دهد که در امتداد جهت انتشار قرار دارد.
یک موج قطبی دایره ای می تواند به یکی از دو حالت ممکن زیر بچرخد:
• قطبش دایره ای راست دست ( RHCP ) که در آن بردار میدان الکتریکی با توجه به جهت انتشار به حالت راست دست می چرخد.
• قطبش دایره ای چپ دست ( LHCP ) که در آن بردار به حالت چپ دست می چرخد.
قطبش دایره ای یک حالت خاص از قطبش بیضوی است. حالت خاص دیگر که قابل فهم تر است، قطبش خطی نام دارد. هر سه اصطلاح توسط اگوستن - ژان فرنل، در شرح حالی که در 9 دسامبر 1822 برای آکادمی علوم فرانسه خوانده شد، ابداع شدند. فرنل برای اولین بار حالت قطبش دایره ای را بدون نام بردن از آن در سال 1821 شرح داد.
پدیده قطبش در نتیجه این واقعیت به وجود می آید که نور به عنوان یک موج عرضی دوبعدی رفتار می کند.
قطبش دایره ای زمانی اتفاق می افتد که دو مؤلفه بردار میدان الکتریکی متعامد دارای اندازه برابر باشند و دقیقاً 90 درجه یا یک چهارم طول موج خارج از فاز باشند.
در یک موج الکترومغناطیسی قطبی شده دایره ای، بردارهای میدان الکتریکی منفرد، و همچنین بردار ترکیبی آنها، دارای اندازه ثابت و با زاویه فاز متغیر هستند. با توجه به اینکه این یک موج صفحه ای است، هر بردار، بزرگی و جهت میدان الکتریکی را برای کل صفحه ای که بر محور نوری عمود است نشان می دهد. به طور خاص، با توجه به اینکه این یک موج صفحه ای دایره ای قطبی شده است، این بردارها نشان می دهند که میدان الکتریکی، از صفحه ای به صفحه دیگر، قدرت ثابتی دارد در حالی که جهت آن به طور پیوسته می چرخد. این نور راست دست در نظر گرفته می شود، در صورت مشاهده توسط گیرنده، در جهت عقربه های ساعت به صورت دایره ای قطبی شده است. از آنجایی که این یک موج الکترومغناطیسی است، هر بردار میدان الکتریکی دارای یک بردار میدان مغناطیسی متناظر است که نمایش داده نشده است. این بردار مغناطیسی در زاویه قائم با بردار میدان الکتریکی و از نظر اندازه متناسب با آن است. در نتیجه، بردارهای میدان مغناطیسی در صورت نمایش، مارپیچ دوم را ردیابی می کنند.

💡 قطبش دایره ای یک حالت خاص از قطبش بیضوی است. حالت خاص دیگر که قابل فهم‌تر است، قطبش خطی نام دارد. هر سه اصطلاح توسط اگوستن-ژان فرنل، در شرح‌ حالی که در ۹ دسامبر ۱۸۲۲ برای آکادمی علوم فرانسه خوانده شد، ابداع شدند. فرنل برای اولین بار حالت قطبش دایره‌ای را بدون نام بردن از آن در سال ۱۸۲۱ شرح داد.

💡 بسته به جهتی که بردار میدان الکتریکی در آن می چرخد، قطبش دایره‌ای ممکن است به صورت راست دست یا چپ دست و در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت نامیده شود. متأسفانه در این زمینه دو قرارداد تاریخی متضاد وجود دارد.

💡 نور راست دست. حداکثر مقدار مطلق gem، مربوط به قطبش دایره‌ای چپ دست یا راست دست است، بنابراین مقدار آن ۲ است. در همین حال، کوچکترین مقدار مطلقی که gem می تواند به دست آورد، مربوط به نور قطبی خطی یا غیرقطبی است که صفر است.

💡 رابط های آب و هوا منبع دیگری از قطبش دایره‌ای را فراهم می کند. نور خورشید که به سمت سطح پراکنده می شود به صورت خطی قطبی شده است. اگر این نور پس از آن دچار بازتاب داخلی کلی شود، جزء عمودی آن دچار تغییر فاز می شود. برای ناظری که در زیر آب به بالا نگاه می کند، نور ضعیف بیرون از پنجره اسنل، (تا حدی) به صورت دایره ای قطبی شده است.