通過第一章內(nèi)容的講解,我們對三維平衡定律有了一定的初步了解。 通過三元平衡定律對電磁波的解釋,我們知道電磁波是電場和磁場周期性相互轉(zhuǎn)換形成的無形波。 這種無形的波實(shí)際上是粒子周期性變化形成的“類波”現(xiàn)象,因此電磁波具有波粒二象性。
可見光是電磁波的一種電場和磁場的關(guān)系,可見光的偏振現(xiàn)象也是電磁波研究領(lǐng)域不可避免的自然現(xiàn)象。 傳統(tǒng)電磁波理論的基礎(chǔ)是:“極化是指橫波(垂直于波的傳播方向)的振動(dòng)矢量偏向某些方向的現(xiàn)象”。 因此,電磁場被認(rèn)為是橫波,但橫波實(shí)際上是有形的波。
其實(shí)電場和磁場的關(guān)系,人們之所以認(rèn)為電磁場是橫波的一種,主要是因?yàn)樗麄儗C(jī)械波慣性的認(rèn)識(shí)。 人們對機(jī)械波慣性的認(rèn)識(shí)直接影響對電磁波的認(rèn)識(shí)。
圖2-1是傳統(tǒng)理論解釋電磁波極化現(xiàn)象的示意圖。
然而,通過三元平衡定律建立的電磁波波形模型圖表明,電場和磁場之間的能量轉(zhuǎn)換是電磁波形成的最基本要素。 電磁波是一種無形的波。 這種無形的“波狀”實(shí)際上是電磁場在一定時(shí)間和空間內(nèi)的某種狀態(tài)。
因此,根據(jù)三元平衡定律,電磁波的極化如圖2-2所示:
圖 2-2。 當(dāng)自然光穿過偏振器時(shí),電場周圍的磁場被部分屏蔽。
被偏光片屏蔽的部分磁場會(huì)造成電磁波整體能量的損失,但不會(huì)影響電磁波的頻率,更不會(huì)影響電磁波中電場與磁場的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
當(dāng)電磁波通過偏振片時(shí),電場和磁場能量波動(dòng)的關(guān)系發(fā)生變化,如圖2-3所示:
圖 2-3。 電磁波穿過偏振器。 由于電磁波中的磁場被部分屏蔽,因此損失了一些能量。 也就是說,當(dāng)電磁波經(jīng)過偏振片時(shí),會(huì)損失一部分能量,但經(jīng)過偏振片后的電磁波仍然會(huì)毫無損失地傳播。 圖中曲線的長度與機(jī)械波波形圖中表示的頻率不同。 它僅代表總體能量大小。 和頻率沒有關(guān)系。 擺輪軸并不代表電磁波的傳輸方向。