Betrachten Sie die wohlbekannte Demonstration der Beugung durch einen schmaler werdenden Spalt. (Siehe zum Beispiel die Demonstration bei der 30-Minuten-Marke dieser Vorlesung am MIT von Walter Lewin)
Es ist mein (möglicherweise falsches) Verständnis, dass das Licht, das nach dem Schlitz austritt, wesentlich dünner wird, als eine Wellenlänge polarisiert ist.
Dies scheint zu implizieren, dass Licht mit senkrechter Polarisation nicht durchgelassen werden würde, was einen ziemlich wesentlichen und dramatischen Unterschied in den Ergebnissen des Experiments mit parallelem und senkrecht polarisiertem Licht impliziert. Das heißt, anstatt sich auszubreiten, würde das in die falsche Richtung polarisierte Licht im Wesentlichen einfach abschalten, wenn sich der Schlitz unterhalb einer Wellenlänge verengt. Ist das wahr?
Zunächst möchte ich nur ein kleines Missverständnis ausräumen. Wenn überhaupt, wäre es das Licht mit seinem elektrischen Feld, das in der Ebene parallel zum Spalt oszilliert, das sich schwerer ausbreiten würde, und selbst dann nur unter bestimmten Umständen. Der beste Weg, dies zu erklären, besteht darin, das von Ihnen beschriebene Experiment für einen Moment zu ignorieren und einen einfachen Polarisationsfilter in Betracht zu ziehen.
Die einfachste Art von Polarisationsfilter, über die man sprechen kann, ist einfach eine Anordnung eng beabstandeter paralleler leitfähiger Drähte. Ein solches Filter blockiert Licht, das parallel zu den Drähten polarisiert ist. Warum? Da das E-Feld dieses Lichts parallel zu den Drähten verläuft, kann es Ströme induzieren, die Energie aus der sich ausbreitenden EM-Strahlung absorbieren. Senkrecht polarisiertes Licht induziert solche Ströme nicht und kann daher leichter passieren.
Nun zurück zu Ihrer Frage. Wenn der Schlitz in ein leitfähiges Material geschnitten wurde und die Schlitzbreite in der Größenordnung der Wellenlänge lag, dann kann es tatsächlich eine verringerte Transmission für Licht geben, das parallel zur Längsachse des Schlitzes polarisiert ist, da in grober Näherung die Kanten von Der Schlitz würde wie die zuvor beschriebenen leitfähigen Drähte wirken. Während jedoch das durchgelassene Licht möglicherweise schwächer wäre, sollte die Form des resultierenden Beugungsmusters unverändert bleiben.
Natürlich ist dies alles strittig, wenn die Schlitze in ein nichtleitendes Material geschnitten werden. In jedem Fall würde die einzige Änderung in der Intensität des Musters liegen. Es liegt an Ihnen zu entscheiden, ob dieser Unterschied Ihrer Meinung nach als „wesentlicher und dramatischer Unterschied in den Ergebnissen des Experiments“ zu qualifizieren ist.
Ich habe versucht, dies zu einem Kommentar zu machen, aber ich konnte es nicht tun. Ich weiß nicht warum.
@ Colin K Vielen Dank für Ihre Antwort, obwohl ich nicht sicher bin, ob ich verstehe, was Sie sagen. Der Filter aus parallel leitenden Drähten war tatsächlich das, woran ich dachte. Betrachten wir den Fall, in dem die Drähte ein Zehntel (oder weniger) einer Wellenlänge voneinander entfernt sind. Meine Erwartung ist, dass dieser Filter das senkrecht polarisierte Licht durchlässt und das parallel polarisierte Licht reflektiert.
Stellen Sie sich nun einen Schlitz vor, der in ein leitendes Material geschnitten ist und dieselbe Größe und Form hat wie der Raum zwischen zwei Drähten im obigen Filter. Meine Erwartung ist, dass dieser Schlitz wieder parallel polarisiertes Licht reflektiert und senkrecht polarisiertes Licht durchlässt. Außerdem wird das durchgelassene Licht „gebeugt“ und stark gestreut. Sind Sie einverstanden?
Wenn nicht, weisen Sie bitte genau darauf hin, wo Sie anderer Meinung sind.
Danke schön. Jim Graber
Übrigens ist meine erste Vermutung, dass der Filter mit vielen Drähten einen viel kleineren, vielleicht sogar vernachlässigbaren Beugungswinkel haben wird, einen Winkel, der auf der Breite des gesamten Filters basiert, anstatt auf der Breite eines einzelnen Schlitzes.
Datenwolf
Colin K
Karl Brannen