Polarización lineal

Diagrama del campo eléctrico de una onda ligera (azul), lineal-polarizado a lo largo de un plano (línea púrpura), y consta de dos componentes ortogonales, en fase (ondas rojas y verdes)

En electrodinámica, la polarización lineal o polarización plana de la radiación electromagnética es un confinamiento del vector del campo eléctrico o del vector del campo magnético a un plano dado a lo largo de la dirección de propagación. El término polarización lineal (en francés: polarisation rectiligne) fue acuñado por Augustin-Jean Fresnel en 1822. Ver polarización y plano de polarización para obtener más información.

La orientación de una onda electromagnética polarizada linealmente se define por la dirección del vector del campo eléctrico. Por ejemplo, si el vector del campo eléctrico es vertical (alternativamente hacia arriba y hacia abajo a medida que viaja la onda), se dice que la radiación está polarizada verticalmente.

Descripción matemática

La solución de onda plana sinusoidal clásica de la ecuación de onda electromagnética para los campos eléctricos y magnéticos es (unidades cgs)

E()r,t)= ▪ E▪ ▪ Re{}Silencio↑ ↑ .. exp⁡ ⁡ [i()kz− − ⋅ ⋅ t)]}{displaystyle mathbf {E} (mathbf {r}t)=mid mathbf {E} mid mathrm {Re} left{ WordPresspsi rangle exp left[ileft(kz-omega tright)right]right}}}

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

para el campo magnético, donde k es el número de onda,

⋅ ⋅ =ck{displaystyle omega ¿Qué?

es la frecuencia angular de la onda, y c{displaystyle c} es la velocidad de la luz.

Aquí. ▪ ▪ E▪ ▪ {displaystyle mid mathbf {E} mid } es la amplitud del campo y

Silencio↑ ↑ .. =def()↑ ↑ x↑ ↑ Sí.)=()#⁡ ⁡ Silencio Silencio exp⁡ ⁡ ()iα α x)pecado⁡ ⁡ Silencio Silencio exp⁡ ⁡ ()iα α Sí.)){displaystyle TENpsi rangle {mhmhm {} {}{=}}}\f} {begin{pmatrix}psi ¿Por qué? ################################################################################################################################################################################################################################################################ theta exp left(ialpha _{x}right)\sin theta exp left(ialpha) ¿Qué?

es el vector de Jones en el plano x-y.

La onda se polariza linealmente cuando los ángulos de fase α α x,α α Sí.{displaystyle alpha _{x}}{}, alpha _{y} son iguales,

α α x=α α Sí.=defα α {displaystyle alpha _{x}=alpha ¿Qué? {fnMicrosoft} } {=} alpha }.

Esto representa una onda polarizada en un ángulo Silencio Silencio {displaystyle theta } con respecto al eje x. En ese caso, el vector Jones puede ser escrito

Silencio↑ ↑ .. =()#⁡ ⁡ Silencio Silencio pecado⁡ ⁡ Silencio Silencio )exp⁡ ⁡ ()iα α ){displaystyle Нpsi rangle ={begin{pmatrix}cos theta \sin theta end{pmatrix}exp left(ialpha right)}.

Los vectores de estado para la polarización lineal en x o y son casos especiales de este vector de estado.

Si los vectores unitarios se definen de tal manera que

Silenciox.. =def()10){fnMicrosoft} } {=} {begin{pmatrix}1end{pmatrix}}

y

SilencioSí... =def()01){fnMicrosoft} } {=} {begin{pmatrix}01end{pmatrix}}

entonces el estado de polarización se puede escribir en "base x-y" como

Silencio↑ ↑ .. =#⁡ ⁡ Silencio Silencio exp⁡ ⁡ ()iα α )Silenciox.. +pecado⁡ ⁡ Silencio Silencio exp⁡ ⁡ ()iα α )SilencioSí... =↑ ↑ xSilenciox.. +↑ ↑ Sí.SilencioSí... {displaystyle tenciónpsi rangle =cos theta exp left(ialpha right) sometidaxrangle +sin theta exp left(ialpha right) persistenciayrangle =psi _{x} hiperxrangle +psi _{y} persistenciayrangle }.