23098

Поширення світла в анізотропних середовищах. Дисперсія і поглинання

Доклад

Физика

В анізотропному середовищі спостерігається подвійне заломлення променів зумовлене наявністю в них двох показників заломлення один з яких не залежить від напрямку поширення хвилі і відповідає одній поляризації а другий залежить від напрямку поширення і пов`язаний з іншою поляризацією. Введемо для ізотропного середовища показник заломлення. Для хвилі що поширюється в напрямку x коливання відбуваються в напрямку z то показник заломлення більше в напрямку z ніж для коливань в напрямку y. z напрямок при якому показники...

Украинкский

2013-08-04

466 KB

12 чел.

30.Поширення світла в анізотропних середовищах. Дисперсія і поглинання.

Анізотропним середовищем наз.середовище, фізичні властивості якого залежать від напрямку. В анізотропному середовищі спостерігається подвійне заломлення променів, зумовлене наявністю в них двох показників заломлення, один з яких не залежить від напрямку поширення хвилі і відповідає одній поляризації, а другий - залежить від напрямку поширення і пов`язаний з іншою поляризацією. Анізотропія пов’язана з анізотропією молекул або розташуванням їх у просторі.

Розглянемо поширення плоскої хвилі в анізотропному діелектрику.  . Тобто  та  не паралельні. Система р-ння Максвелла за відсутності зарядів для плоскої хвилі набирає вигляду:, що показує, що . Напрямок поширення енергії задається вектором Умова-Пойнтінга (), який в анізотропному середовищі не збігається з напрямом хвильового вектора. Введемо  (для ізотропного середовища - показник заломлення). Тоді перші два р-ння М. матимуть вигляд . Підставляючи одне р-ння в інше маємо: , використаємо , тоді , де . Маємо систему трьох однорідних р-ння відносно , для не тривіальності розв’язку будемо вимагати рівності нулю детермінанта:  

Це є рівнянням Френеля. За ним знаходять значення координат хвильного вектору. У системі координат, осі якої збігаються з головними осями, відмінні від нуля лише діагональні компоненти тензора . Тоді р-ння Френеля матиме вигляд:

Розглянемо окремі випадки. Для ізотропного середовища , тоді .

Для одновісних кристалів в СК, де вісь кристала направлена вздовж оптичної осі  , тоді р-ння Френзеля: . Це р-ння дає два розв’язки: . Останнє р-ння – це р-ння двовісного еліпсоїда. Отже в одновісному кристалі можуть поширюватися звичайні хвилі () та незвичайні .

Для хвилі, що поширюється  в напрямку – x, коливання відбуваються в напрямку  - z, то показник заломлення більше в напрямку - z, ніж для коливань в напрямку – y. z – напрямок, при якому показники заломлення для двох коливань будуть однакові – оптична вісь кристала. Якщо хвиля поширюється вздовж осі z, то показники заломлення вздовж x і y – однакові.

В загальному випадку   - еліпсоїд трьовісний, то рівняння

Характерні дві оптичні вісі. Можна знайти два перерізи, що мають форму кола – однакові показники заломлення

Розглянемо одновісний кристал: побудуємо еліпси показників заломлення.

ne> no- оптично додатній кристал(SiO2)

ne< no- оптично від`ємний кристал(СаСО3)

 

Подвійне променезаломлення відбувається у кристалах ісландського шпату, при падінні вузького пучка на  кристал, заломлення відбувається так, що у кристалі утворюються два пучки, які поширюються в дещо різних напрямках. З кристалу виходять два пучки паралельно падаючому. Навіть тоді, коли кут падіння =00, заломлений пучок розділяється на два. В цьому випадку один з них є продовженням падаючого променя, а другий відхиляється на кут заломлення відмінний від 0-ля.

Для кожного з променів – показники заломлення різні. Показник заломлення звичайного променя не залежить від напряму поширення в кристалі, показник заломлення незвичайного – залежить від напрямку поширення. В кристалі існує єдиний напрямок уздовж якого обидва промені мають однакові показники заломлення – оптична вісь. Дослід показує, що при обертанні кристала навколо напряму падаючого променя, незвичайний промінь обходитиме навколо звичайного. Обидва промені цілком поляризовані. Інтенсивності обох пучків однакові.

Дослідимо поширення енергії ЕМП від напряму хвильового вектору:

. - напрямок вздовж оптичної осі, тоді

Вираз в круглих дужках рівен нулю, тобто .Тобто ці три вектори розташовані в одній площині (головний переріз). Нехай вона співпадає з XOZ, тоді    , де - кут між n та оптичною віссю, - між напрямом поширення незвичайної хвилі та оптичною віссю. Незвичайна поляризована так, що D,E-в площині головного перерізу, а звичайна - D,E перпендикулярна до неї.


Z

X

Y

Z

Ne

o

Z

Ne

No

e

o


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29269. КУЛЬТУРОГЕНЕЗ 27.5 KB
  Сущность культурогенеза заключается в процессе постоянного самообновления культуры не только методом трансформационной изменчивости уже существующих форм и систем но и путем возникновения новых феноменов не существовавших в культуре ранее. Культурогенез не является однократным событием происхождения культуры в эпоху первобытной древности человечества но есть процесс постоянного порождения новых культурных форм и систем. С позиций эволюционной теории основной причиной культурогенеза является необходимость в адаптации человеческих сообществ к...
29270. КУЛЬТУРОЛОГИЯ. Философия культуры 29.5 KB
  Предметом культурологии. Многие теоретические исследования выполняются на стыке философии культуры и культурологии. Прежде всего имеет место разделение культурологии. В фундаментальной культурологии могут быть выделены социальная антропология культурная антропология историческая культурология психологическая антропология культурная семантика и др.
29271. Древнеегипетская, античная, библейская, славянская, восточно-азиатская мифологические системы 59 KB
  Пантеон система всех богов египетских божеств включает несколько исторических пластов. Наиболее древние боги имели тождество с животными: Гор сокол Ра с головой сокола Сехмет львица Анубис шакал и т. Одним из главных богов в Древнем Египте считался Осирис. Египтяне в честь бога совершали ежегодный обряд: сделанное из глины изображение Осириса засевалось зерном и к празднику покрывалось зелеными всходами.
29272. Миф как универсальная культурно-историческая форма 51.5 KB
  Мифы создания коллективной общенародной фантазии обобщённо отражающие действительность в виде чувственноконкретных персонификаций и одушевлённых существ которые мыслятся первобытным сознанием реальными С. В первобытной культуре мифы выполняли роль науки это целостная система в терминах которой воспринимается весь мир. Этиологические мифы от греч. причина мифы объяснительные мифы повествования в которых в мифологически олицетворённой форме разъясняются происхождение какоголибо явления природы или социальной жизни.