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

8 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

85207. Этапы развития первобытного общества. Первобытное общество и начало расселения славян на территории Беларуси 33.43 KB
  В соответствии с исторической периодизацией история первобытного общества прошла следующие стадии становления и развития: 1.) первобытное человеческое стало, или праобщина; 2.) ранняя родовая община; 3.) поздняя родовая община; 4.) разложение первобытного общества и начало образования классов.
85208. Социально-экономическое развитие белорусских земель в раннем средневековье (VI - IX в.) 28.39 KB
  Распад родовой общины образование соседской общины. К трехпольной системе земледелия включающей посев яровых озимых и отдыхающий под паром клин привел к выделению крестьянских семей ведущих самостоятельное хозяйство в рамках соседской общины.
85209. Становление раннефеодальных государственных образований восточных славян. Полоцкое и Туровское княжества. Феодальная раздробленность (IX - первая половина XIII в.) 34.44 KB
  ПОЛОЦКОЕ КНЯЖЕСТВО среднее течение Западной Двины вся современная центральная и северная Беларусь. Во время правления Всеслава Полоцкое княжество достигло наибольшего могущества: за Полоцком закрепилось Нижнее Подвинье был построен Софийский собор основан Минск расширены восточные границы княжества. После смерти Всеслава Полоцкое княжество было разделено между тремя его сыновьями наиболее мощным стало Минское княжество где правил Глеб. ТУРОВСКОЕ КНЯЖЕСТВО юг Беларуси бассейн Припяти Туров 980г.
85210. Духовная жизнь и культура белорусских земель в IX - первой половине XIII в. Концепции происхождения белорусского этноса 32.19 KB
  Итоги распространения христианства: развитие культуры восточных славян распространение письменности летописание; начало каменному зодчеству; развитие ремесла и торговли с другими странами; создание художественных ценностей. Особенности распространения христианства на Бел: переплетение христианства с языческими обрядами двухверье; православная церковь приспосабливала языческие верования к своим обрядам и праздникам. с принятием христианства начинается возведение монументальных культовых строений в середине 11 в.
85211. Предпосылки формирования ВКЛ, его территориальный рост 34 KB
  Развитие с/х-ого производства, ремесла, торговли; рост городов и их значение как ремесленно-торговых центров; Углубление социальных противоречий между сословиями, социальное дифференциация в обществе; Необходимость борьбы с внешней угрозой (со стороны монголо-татар и крестоносцев, галицко-волынских и польских князей).
85212. Социально-экономическое развитие белорусских земель в период ВКЛ 32.38 KB
  Категории крестьян в зависимости от повинности: тяглые панщина осадники чинш огородники бывшие слуги слуги занимали привилегированное положение и выполняли разные специальные работы. По степени зависимости крестьяне делились на похожих имели право уйти от феодала и непохожих челядь невольная домашние рабы которые не имели земельных наделов. Юридически закрепощение крестьян в 5 документах: 1447г Привилей Казимира феодалы получают право на суд над крестьянами 1529г. Статут ВКЛ вводится 10тилетний срок поиска...
85213. Эволюция сословной структуры и политического устройства ВКЛ: от единовластия к сословно-представительской монархии 30.83 KB
  В начальный период ВКЛ состояло из удельных княжеств а также областей находящихся в федеративных отношениях с центральной властью Полоцкая Витебская Смоленская Жемайтская земли и из территорий собственно Литвы с частью белорусских земель. территория ВКЛ разделяется на Трокское и Виленское воеводства. В ВКЛ входило 6 воеводств: Виленское Трокское Киевское Полоцкое Витебское Смоленское и с XVI в.
85214. Особенности духовной жизни белорусских земель в период ВКЛ 23.35 KB
  После вхождения белорусских земель в состав ВКЛ православие стало господствующей верой до Кревского соглашения 1385г. между ВКЛ и Польшей браком великого князи литовского Ягайло с Ядвигой в резте которой Ягайло стал польским королем и принял католичество православная церковь в ВКЛ начала терять свои позиции. Такой шаг был сделан потому что абсолютное большинство восточнославянского населения в ВКЛ составляли православные белорусы украинцы русские.
85215. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ: СОЦИАЛЬНО-КУЛЬТУРНЫЙ СЕРВИС И ТУРИЗМ 228.5 KB
  Учебным планом и программой подготовки студентов предусмотрена многосторонняя теоретическая и практическая подготовка специалиста к его будущей профессиональной производственной и научно-исследовательской деятельности.