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

9 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

85636. Ответственность за нарушения аграрного законодательства 16.4 KB
  Законодательством предусмотрены следующие виды юридической ответственности за допущение правонарушения в сфере аграрных отношений: хозяйственно-правовая, дисциплинарная, материальная, административная, уголовная.
85637. Организационно-правовые формы аграрного производства 22.83 KB
  Организационно-правовые формы аграрного производства Понятие и виды сельскохозяйственных товаропроизводителей сельскохозяйственных предприятий. Правовой статус сельскохозяйственных предприятий различных организационно-правовых форм и форм собственности.
85638. Правовий статус громадян як суб’єктів аграрних правовідносин 100.96 KB
  Отже: правовий статус сільськогосподарського працівника – це правове положення фізичної або ж юридичної правосуб’єктної особи, зайнятої в сільськогосподарському виробництві, яка має системно впорядковану сукупність реальних прав, обов’язків та інтересів, закріплених у чинному законодавстві....
85639. Правовой режим имущества в сельском хозяйстве 18.9 KB
  Правовой режим имущества в сельском хозяйстве Понятие и классификация имущества сельскохозяйственных товаропроизводителей. Источники формирования имущества сельскохозяйственных товаропроизводителей. Правовой режим имущества сельскохозяйственных кооперативов и фермерских хозяйств.
85640. Институционно-правовое обеспечение аграрного производства 22.12 KB
  Субъектами государственного регулирования аграрного сектора экономики являются: государственные органы, осуществляющие регулирование этим сектором экономики, управление подчиненными структурами, а также обеспечивающие исполнение и соблюдение аграрного законодательства...
85641. Экономико-правовой механизм обеспечения аграрного производства 20.83 KB
  Ценообразование в АПК зависит от формирования экономически справедливых и обоснованных межотраслевых отношений, что является предпосылкой повышения социально-экономической эффективности аграрного производства.
85642. Аграрное право как отрасль право. Источники аграрное право 21.35 KB
  Аграрные правоотношения – это отношения, урегулированные нормами аграрного права и смежными с ними отраслей права, складывающиеся в процессе производства, переработки и реализации сельскохозяйственной продукции.
85644. Программно-технический комплекс информационного обеспечения ОВД 1.1 MB
  Анализ статистических данных характеризующих состояние правопорядка в области и результаты деятельности органов и подразделений внутренних дел позволяет сделать вывод что на протяжении ряда последних лет в результате принимаемых органами внутренних дел области мер сохраняется тенденция сокращения количества преступлений в частности направленных против жизни и здоровья граждан имущественных интересов граждан и государства. Практически каждое второе преступление в области раскрывается с использованием банка данных УОИ....