Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Поляризация света
Лекция 4
2 слайд
02
Световые (электромагнитные) волны –
поперечны, т.е. силовые векторы
, где – волновой вектор
Вектор – световой вектор
§§ Линейная поляризация
3 слайд
Свет, в котором вектор колеблется в
одной плоскости (вдоль прямой),
Плоскость колебаний вектора
называется плоскостью поляризации
называется плоско(-)поляризованным
или линейно(-)поляризованным.
03
4 слайд
Свет, в котором в каждый момент времени
вектор имеет случайное направление,
04
суммой световых волн со всеми
возможными направлениями колебаний
вектора ,
Деполяризованное излучение является
так, что результирующее
направление беспорядочно
изменяется.
Частично поляризованный свет
можно рассматривать как смесь
естественного
и линейно поляризованного излучения.
называется естественным.
5 слайд
05
Частично поляризованный
свет характеризуется тем,
что одно из направлений
колебания вектора
является преимущественным.
Круговая (эллиптическая)
левая
правая
6 слайд
06
§§ Поляризаторы
Линейно поляризованное излучение можно получить с помощью поляризаторов
– устройств, которые свободно пропускают колебания,
и полностью задерживают колебания,
перпендикулярные этой плоскости.
параллельные выделенной
плоскости (плоскости пропускания)
7 слайд
07
8 слайд
08
С помощью поляризатора можно
анализировать состояние поляризации
излучения.
В этом случае устройство называют анализатором.
Рассмотрим частично поляризованное
излучение с помощью анализатора.
– интенсивность
падающего на
поляризатор излучения
9 слайд
Степень поляризации
P = 0 – для естественного света и
круговой поляризации.
P = 1 – для линейной поляризации.
0 < P < 1 – для частично
поляризованного излучения
и эллиптической
поляризации.
09
10 слайд
Пусть на анализатор падает
линейно поляризованное излучение.
10
Пусть
тогда
– закон Малюса
§§ Закон Малюса
11 слайд
Рассмотрим еще один способ получения
поляризованного излучения из
естественного света.
В пленку (целлулоид или желатин)
вводят вещество с «длинными»
молекулами
плоскость
пропускания
11
§§ Поляроиды
12 слайд
Если такие молекулы подвижны, то
прикладывая электрическое поле в
различных направлениях, можно
изменять ориентацию плоскости
пропускания
12
13 слайд
13
амплитуда преломленной и
отраженной волны определяется
из уравнений Максвелла
– составляющая,
параллельная
плоскости
падения
– составляющая,
параллельная
границе
§§ Поляризация при отражении
14 слайд
излучение становится
полностью поляризованным в плоскости,
перпендикулярной плоскости падения
Формулы Френеля для отраженной волны:
14
при
15 слайд
отражение от оптически
менее плотной среды происходит
без скачка фазы,
15
Из закона преломления следует
– закон Брюстера
– угол полной поляризации
Поляризация проходящих лучей не
полная (P ~ 15%).
При
а от более плотной
– происходит скачок фазы на π
(т.е. потеря полуволны).
16 слайд
§§ Двойное лучепреломление
Большинство кристаллов оптически
анизотропные, т.е. их оптические
свойства в разных направлениях
не одинаковы.
16
17 слайд
При прохождении света через такие
кристаллы наблюдается явление
двойного лучепреломления.
Падающий на кристалл луч разделяется
на два, распространяющихся в разных
направлениях с различной скоростью.
Бартолин(ус),
1669 г.
17
18 слайд
Двулучепреломляющие кристаллы
бывают одноосные и двуосные.
Оптически одноосными называют
кристаллы,
Оптическая ось – не отдельная линия
(как, например, ось вращения или
симметрии), а именно определенное
направление в кристалле.
18
свойства которых обладают
симметрией относительно некоторого
направления, называемого оптической
осью кристалла.
19 слайд
При распространении света вдоль
оптической оси разделения луча не
происходит.
Если вырезать пластинку вдоль оси, то
разделение лучей происходит и при
нормальном падении:
19
20 слайд
и оптическая ось, называется главным сечением (главной плоскостью).
Главное сечение – это не какая-то
определенная плоскость, а целое
семейство параллельных плоскостей.
Плоскость, в которой лежит нормаль к
фронту волны (вектор )
20
21 слайд
22 слайд
Луч, в общем случае, разделяется на два:
o (ordinary) – обыкновенный луч
подчиняется закону преломления
поляризован «перпендикулярно»
главной плоскости кристалла
2) e (extra ordinary) - необыкновенный
Для него показатель преломления
зависит от направления
распространения.
Поляризован || главной плоскости
22
23 слайд
Примеры одноосных кристаллов
а) CaCO3 (кальцит, исландский шпат)
no = 1.66, ne = 1.48 … 1.66
б) SiO2 (кварц)
23
no = 1.544,
ne = 1.544 … 1.553
24 слайд
Некоторые одноосные кристаллы
обладают различным поглощением
для лучей с различной ориентировкой
вектора .
Например, пластинка турмалина
толщиной 1 мм
или герапатита
(серно-кислый йод-хинин) толщиной
0,1 мм
практически полностью
поглощают обыкновенный луч.
24
§§ Оптический дихроизм
25 слайд
Обычно такие кристаллы обладают и
селективным (избирательным)
по длине волны поглощением.
25
Турмалин (эльбаит):
26 слайд
26
Разрезана по диагонали и склеена
веществом с показателем преломления
между no и ne (смола канадской пихты)
Для «разведения» лучей из прозрачных кристаллов изготовляют призмы (1–P ≈ 10–6)
ПВО
Призма Глана имеет форму кубика.
(до обработки)
§§ Призмы Николя и Глана
27 слайд
Двойное лучепреломление обусловлено
анизотропией кристалла
Построим волновые поверхности для
o и e лучей.
27
– зависимостью
скорости распространения и показателя
преломления
от направления
распространения волны.
§§ ВП в одноосном кристалле
28 слайд
Для обыкновенного луча n, а значит и
скорость распространения υ,
Для необыкновенного, ВП – эллипсоид
вращения с осью, совпадающей с
оптической осью кристалла.
28
одинаковы
для всех направлений и волновая
поверхность – сфера.
29 слайд
Фазовые скорости для o и e лучей
отличаются и возможны два случая:
положительный
кристалл
отрицательный
кристалл
29
30 слайд
Определим направления o и e лучей
для «—» кристалла
Пусть плоский волновой фронт падает
на поверхность одноосного кристалла.
30
31 слайд
Комментарии к рисунку:
Волновой фронт в кристалле тоже
плоский
Построим сферу и эллипс,
соответствующие обыкновенному и
необыкновенному лучу.
Преломленные лучи проходят через
точку касания огибающей и
соответствующей волновой поверхности.
31
32 слайд
В таких кристаллах есть два
направления, в которых свет не
разделяется на два луча (две опт. оси).
В двуосных кристаллах два луча –
необыкновенные,
Волновые поверхности –
пересекающиеся эллипсоиды.
32
т.е. показатели
преломления для них зависят от
направления распространения в
кристалле.
§§ Двуосные кристаллы
33 слайд
§§ Наведенная анизотропия
Кристаллы – естественные
анизотропные среды.
Оптически изотропные среды (стекло,
жидкости) становятся анизотропными
при односторонней деформации
или помещении их в силовое поле.
Время появления (исчезновения)
анизотропии ~10–10 сек.
33
фотоупругость, эффект Керра,
эффект Фарадея и пр.
34 слайд
определение характеристик
излучения;
2) исследование сред (определение n,
состава, оптически активные среды);
3) технические применения (ЖК);
4) в природе (птицы, рассеяние).
34
§§ Применение поляризации
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 656 761 материал в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Давыдова Юлия Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
10 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.