الاستقطاب
الضوء موجة كهرطيسية مستعرضة: يتأرجح فيها المجالان الكهربائي والمغناطيسي عمودياً على الشعاع. في الضوء العادي، يتغير اتجاه اهتزاز المجال الكهربائي بسرعة وبشكل عشوائي. الاستقطاب يعني ترتيب هذه الاهتزازات. في الاستقطاب الخطي، تحدث الاهتزازات على طول خط مستقيم واحد؛ وفي الاستقطاب الدائري، يدور متجه المجال الكهربائي على شكل دائرة؛ أما الاستقطاب الإهليلجي فهو الحالة العامة. نحصل على الاستقطاب عند الانعكاس أو التشتت أو المرور عبر بلورات خاصة (الانكسار المزدوج).
التاريخ
بدأت دراسة الضوء قبل ذلك بزمن طويل على يد علماء مثل ابن الهيثم، الذي وضع أسس علم البصريات. وفي عام 1808، اكتشف إتيان لويس مالوس الاستقطاب أثناء مشاهدته انعكاس الشمس من نافذة عبر بلورة. لاحقاً، بيّن جيمس كليرك ماكسويل أن الضوء موجات كهرطيسية، وأن الاستقطاب ينبع طبيعياً من معادلاته.
كيف يعمل
تبعث كل ذرة ضوءاً على شكل ومضات قصيرة ذات اتجاه عشوائي للاهتزاز. المستقطب مادة لا تسمح بمرور إلا الاهتزازات في اتجاه واحد، شأنها شأن السياج الذي يسمح بمرور الحبل إذا هُز أفقياً. فبلورات التورمالين مثلاً تفعل ذلك بفضل بنيتها الداخلية.
💡 الأخطبوطات والحبارات ترى الضوء المستقطب وتستخدمه للصيد والتواصل. ويسترشد النحل باستقطاب السماء حتى في الطقس الغائم.