Polarisering (elektromagnetism)
Från Rilpedia
Polarisering av elektromagnetiska vågor – som till exempel ljus – innebär att vågens elektriska fält inte är längs slumpmässiga riktningar. En vanlig tillämpning är i LCD-skärmar och i vissa solglasögon för att ta bort störande polariserade reflexer, men polarisering är även viktig för radiovågor. Den matematiska beskrivningen av elektromagnetiska vågors polarisation liknar mycket polarisation av transversella vågor på en sträng.
Polarisation kan vara linjär eller cirkulär.
Innehåll |
Linjär polarisation
Vid linjär polarisation är det elektriska fältet alltid parallellt (eller antiparallelt) med samma rymdriktning.
- Vertikal polarisering - det elektriska fältet svänger mellan uppåt och nedåt.
- Horisontell polarisering - det elektriska fältet svänger mellan åt vänster och åt höger.
Optik
Genom att filtrera ljus med ett polarisationsfilter släpper man i full utsträckning endast fram de ljusvågor som svänger i ett visst plan, och filtrerar helt bort dem som svänger i planet vinkelrätt mot detta. Övriga ljusvågor försvagas i motsvarande mån. Resultatet blir att det filtrerade ljusets vågor endast svänger i ett plan, och detta kallas då polariserat ljus.
Ett polarisationsfilter för synligt ljus består av parallella polymerkedjor med fria elektroner som kan vandra längs kedjan. När ljus som har en polarisationsriktning som är parallell med kedjorna kommer ljuset sätta elektronerna i rörelse och energin kommer upptas av filtret. Om ljuset har en polarisationsriktning som vinkelrätt mot kedjorna kan inte elektroner "följa med" vågen och filtret upptar ingen energi från vågen. På samma sätt som för synligt ljus kan göras med radiovågor. Då kan ett galler med parallella metallstavar användas.
Förutom i polarisationsfilter uppstår polariserat ljus i reflexer, till exempel i vattenytor. Polaroidsolglasögon är solglasögon med polarisationsfilter, som släcker ut reflexerna från is och sjöar så att man inte blir bländad. Polarisation kan även uppstå när opolariserat ljus skickas igenom en dubbelbrytande kristall, till exempel kalkspat (CaCO3).
Radiosignaler
Vid bland annat utsändning av rundradiovågor använder man vågor som svänger enbart horisontellt eller enbart vertikalt. Då är det viktigt att veta om antennen ska sitta horisontellt eller vertikalt. Genom att varva sändare med olika polarisering på olika orter, kan man effektivare utnyttja frekvensspektrumet och placera sändare närmare varandra på frekvensskalorna. Valet av antenn, och hur man monterar den, avgör vilken polarisation man får.
En bra mottagare ska ha en antenn som tar emot endast med den polarisering som den önskade sändaren sänder på. Det finns även antenner som kan ta emot sändare med vilken polarisering som helst, t.ex. bilradiosändare där man varken känner till polarisering eller i vilken riktning sändaren befinner sig. En nackdel med de antennerna, är att störningar kan förekomma.
Cirkulära polariseringar används inte i markbundna utsändningar i Norden, undantaget i satellit-tillämpningar, men är vanligt i t.ex. USA, där man med en enstaka kraftig sändare vill kunna tränga igenom svårforcerad terräng på långa avstånd. Jämför med hur en borr "äter" sig igenom ett trästycke.
För vertikal och horisontell polarisering använder man ofta dipolantenner, alternativt Yagiantenner. Den sistnämnda har fördelen att den på ett enkelt sätt dessutom har viss riktverkan. För cirkulära polariseringar använder man gärna modifierade dipolantenner där spröten är "snurrade" som kardelerna i en elkabel, i den riktning man önskar.
Externa länkar
- Onair.nu, här man man se om en radiostation sänder med vertikal eller horisontell polarisation.
Se även
