Polarisatie (golfpolarisatie)

Polarisatie, ook golfpolarisatie genoemd, is een uitdrukking van de oriëntatie van de lijnen van elektrische flux in een elektromagnetisch veld ( EM-veld ). Polarisatie kan constant zijn - dat wil zeggen, te allen tijde in een bepaalde oriëntatie bestaan, of het kan draaien met elke golfcyclus.

Polarisatie is belangrijk in draadloze communicatiesystemen. De fysieke oriëntatie van een draadloze antenne komt overeen met de polarisatie van de radiogolven die door die antenne worden ontvangen of uitgezonden. Een verticale antenne ontvangt en zendt dus verticaal gepolariseerde golven uit, en een horizontale antenne ontvangt of zendt horizontaal gepolariseerde golven uit. De beste korte-afstandscommunicatie wordt verkregen wanneer de zendende en ontvangende (bron en bestemming) antennes dezelfde polarisatie hebben. De minst efficiënte korte-afstandscommunicatie vindt gewoonlijk plaats wanneer de twee antennes loodrecht op elkaar staan (bijvoorbeeld één horizontaal en één verticaal). Over lange afstanden kan de atmosfeer de polarisatie van een radiogolf doen fluctueren, zodat het onderscheid tussen horizontaal en verticaal minder significant wordt.

Sommige draadloze antennes zenden en ontvangen EM-golven waarvan de polarisatie bij elke volledige golfcyclus 360 graden draait. Dit type polarisatie, elliptische of cirkelvormige polarisatie genoemd, kan zowel met de klok mee als tegen de klok in zijn. De beste communicatieresultaten worden verkregen wanneer de zendende en ontvangende antennes hetzelfde gevoel voor polarisatie hebben (beide met de klok mee of beide tegen de klok in). De slechtste communicatie vindt gewoonlijk plaats wanneer de twee antennes in tegengestelde zin zenden en ontvangen (de ene met de wijzers van de klok mee en de andere tegen de wijzers van de klok in).

Polarisatie beïnvloedt de voortplanting van EM-velden op infrarode ( IR ), zichtbare, ultraviolette ( UV ), en zelfs röntgen golflengte s. In gewoon zichtbaar licht zijn er talrijke golfcomponenten met willekeurige polarisatiehoeken. Wanneer dergelijk licht door een speciaal filter wordt geleid, blokkeert het filter al het licht behalve dat met een bepaalde polarisatie. Wanneer twee polarisatiefilters zo worden geplaatst dat een lichtstraal door beide filters gaat, hangt de hoeveelheid doorgelaten licht af van de hoek die de polarisatiefilters ten opzichte van elkaar maken. Het meeste licht wordt doorgelaten wanneer de twee filters zodanig zijn gericht dat zij het licht in dezelfde richting polariseren. Het minste licht wordt doorgelaten wanneer de filters loodrecht op elkaar staan.

polariza.gif

Het effect van polarisatie op zichtbaar licht kan opvallend zijn. Iedereen die wel eens een gepolariseerde zonnebril heeft gedragen, of polarisatiefilters heeft gebruikt in de fotografie, weet hoe een heldere hemel het zonlicht polariseert. Gepolariseerde zonnebrillen kunnen de schittering verminderen die door oppervlakken wordt weerkaatst; dit is nuttig in bepaalde rijomstandigheden en kan het ook gemakkelijker maken om onder het oppervlak van een waterlichaam te kijken. In twisted nematic display s (TN displays) worden polariserende filters gebruikt in combinatie met een speciale vloeistof om delen van het display helderder en donkerder te maken naarmate externe spanningen worden aangelegd. Dit maakt het mogelijk alfanumerieke tekens weer te geven in polshorloges, mobiele telefoons en diverse andere elektronische consumentenapparaten.