الاستقطاب الخطي

في الديناميكا الكهربائية ، يُعرف الاستقطاب الخطي أو الاستقطاب المستوي للإشعاع الكهرومغناطيسي بأنه انحصار متجه المجال الكهربائي أو متجه المجال المغناطيسي في مستوى معين على امتداد اتجاه الانتشار. وقد صاغ أوغستين-جان فرينل مصطلح الاستقطاب الخطي (بالفرنسية: polarisation rectiligne ) عام 1822. ^{[ 1 ]} انظر الاستقطاب ومستوى الاستقطاب لمزيد من المعلومات.

يُحدد اتجاه الموجة الكهرومغناطيسية المستقطبة خطيًا باتجاه متجه المجال الكهربائي . ^{[ 2 ]} على سبيل المثال، إذا كان متجه المجال الكهربائي عموديًا (يتجه بالتناوب لأعلى ولأسفل أثناء انتقال الموجة)، يُقال إن الإشعاع مستقطب عموديًا.

الحل الكلاسيكي للموجة المستوية الجيبية لمعادلة الموجة الكهرومغناطيسية للمجالين الكهربائي والمغناطيسي هو (وحدات cgs )

${\displaystyle \mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)=|\mathbf {E} |\mathrm {Re} \left\{|\psi \rangle \exp \left[i\left(kz-\omega t\right)\right]\right\}}$

${\displaystyle \mathbf {B} (\mathbf {r} ,t)={\hat {\mathbf {z} }}\times \mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)/c}$

بالنسبة للمجال المغناطيسي، حيث k هو العدد الموجي ،

${\displaystyle \omega _{}^{}=ck}$

هي التردد الزاوي للموجة، و${\displaystyle c}$هي سرعة الضوء .

هنا${\displaystyle \mid \mathbf {E} \mid }$هي سعة المجال و

${\displaystyle |\psi \rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}\psi _{x}\\\psi _{y}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}\cos \theta \exp \left(i\alpha _{x}\right)\\\sin \theta \exp \left(i\alpha _{y}\right)\end{pmatrix}}}$

هو متجه جونز في المستوى xy.

تكون الموجة مستقطبة خطيًا عندما تكون زوايا الطور${\displaystyle \alpha _{x}^{},\alpha _{y}}$متساويان،

${\displaystyle \alpha _{x}=\alpha _{y}\ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ \alpha }$.

يمثل هذا موجة مستقطبة بزاوية${\displaystyle \theta }$بالنسبة للمحور السيني. في هذه الحالة، يمكن كتابة متجه جونز على النحو التالي

${\displaystyle |\psi \rangle ={\begin{pmatrix}\cos \theta \\\sin \theta \end{pmatrix}}\exp \left(i\alpha \right)}$.

متجهات الحالة للاستقطاب الخطي في x أو y هي حالات خاصة من متجه الحالة هذا.

إذا تم تعريف متجهات الوحدة بحيث

${\displaystyle |x\rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}}$

و

${\displaystyle |y\rangle \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ {\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}}$

عندئذٍ يمكن كتابة حالة الاستقطاب في "أساس xy" على النحو التالي

${\displaystyle |\psi \rangle =\cos \theta \exp \left(i\alpha \right)|x\rangle +\sin \theta \exp \left(i\alpha \right)|y\rangle =\psi _{x}|x\rangle +\psi _{y}|y\rangle }$.

• حلول الموجة المستوية الجيبية لمعادلة الموجة الكهرومغناطيسية
• الاستقطاب
  • الاستقطاب الدائري
  • الاستقطاب الإهليلجي
  • مستوى الاستقطاب
• استقطاب الفوتون

• جاكسون، جون د. (1998). الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية (الطبعة الثالثة) . وايلي. ISBN 0-471-30932-X.

• رسوم متحركة للاستقطاب الخطي (على يوتيوب)
• مقارنة بين الاستقطاب الخطي والاستقطاب الدائري والإهليلجي (فيديو تعليمي على يوتيوب)

 تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل في 22 يناير 2022.