55882

Поляризация световых волн

Лекция

Педагогика и дидактика

Степенью поляризации называется величина 31 где Imx и Imin – соответственно максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света пропускаемого поляризатором. Для естественного света Imx=Imin и P = 0 для плоскополяризованного Imin= 0 и P = 1.

Русский

2014-03-30

537 KB

2 чел.

ЛЕКЦИЯ  № 3

9. Поляризация световых волн

– поляризованная и неполяризованная волны;

световая волна – колебания светового вектора (вектора напряженности электрического поля).

-  неполяризованная световая волна – естественный свет.

Свет, в котором колебания светового вектора каким-либо образом упорядочены, называется поляризованным.

Плоскость поляризации – плоскость, в которой совершает колебания световой вектор (вектор напряженности электрического поля).

– устройство «поляризатор».

Степенью поляризации называется величина

                                      (3-1)

где Imax и Imin – соответственно максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого поляризатором. Для естественного света Imax=Imin и P = 0, для плоскополяризованного Imin= 0 и P = 1.

Поляризация волн при отражении и преломлении:

При падении луча света на границу раздела двух сред с разными показателями преломления происходит частичное отражение и преломление света. Кроме этого отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными.

При изменении угла падения степень поляризации лучей изменяется.

При определенном угле падения (угол Брюстера), при котором угол между отраженным и преломленным лучами становится равным 90, отраженный луч оказывается 100% поляризованным в плоскости перпендикулярной плоскости падения, а поляризация преломленного луча достигает максимального значения.

Тогда из закона преломления света следует:

    (3-2)

закон Брюстера.

У большинства прозрачных кристаллов существует плоскость (плоскость пропускания кристалла), пропускающая колебания только определенного направления и полностью задерживающая колебания, перпендикулярные этой плоскости.

Из природных кристаллов, давно используемых в качестве поляризатора, следует отметить турмалин.

            (3-3)

закон Малюса

естественный свет:

,   но   .

тогда .

                                  П                            А

поглощение

     (3-3а)

Двойное лучепреломление

Большинство прозрачных кристаллов обладают способностью двойного лучепреломления, т.е. раздваивания каждого подающего на них светового пучка. Это явление, впервые обнаруженное датским ученым Э. Бартолином в 1669 г. для исландского шпата (разновидность кальцита CaCO3), объясняется особенностями распространения света в анизотропных средах и непосредственно вытекает из уравнений Максвелла.

Если на такой кристалл направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу. Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется.

В основу работы поляризационных приспособлений, служащих для получения поляризованного света, лежит явление двойного лучепреломления. Наиболее часто для этого применяют призмы и поляроиды.

Поляризационные призмы построены по принципу полного отражения одного из лучей (например, обыкновенного) от границы раздела, в то время как другой луч с другим показателем преломления проходит через эту границу. Типичным представителем поляризационных призм является призма Николя (николь).

Двоякопреломляющие кристаллы обладают свойством дихроизма, т.е. различного поглощения света в зависимости от ориентации электрического вектора световой волны, и называются дихроичными кристаллами.

Дихроичные кристаллы приобрели еще более важное значение в связи с изобретением поляроидов.

Примером поляроида может служить тонкая пленка из целлулоида, в которую вкраплены кристаллы двоякопреломляющего вещества с сильно выраженным дихроизмом. Такая пленка уже при толщине 0,1 мм полностью поглощает обыкновенные лучи видимой области спектра, являясь в таком тонком слое совершенным поляризатором. Преимущество поляроидов перед призмами – возможность изготовлять их с площадями поверхностей до нескольких квадратных метров.

Пленки на фарах и лобовых стеклах автомобилей!

Искусственная оптическая анизотропия

ячейка Керра (оптический затвор)

Вращение плоскости поляризации 

Оптически активные вещества:

кристалл (кварц)   = d,  = const.

раствор сахара   = Cd, = const;

  C – концентрация.

Явление поляризации света и особенности взаимодействия поляризованного света с веществом нашли исключительно широкое применение в научных исследованиях кристаллохимической и магнитной структуры твёрдых тел, оптические свойства кристаллов, природы состояний, ответственных за оптические переходы, структуры биологических объектов, характера поведения газообразных, жидких и твёрдых тел в полях анизотропных возмущений (электрическом, магнитном, световом и пр.), а также для получения информации о труднодоступных объектах (в частности, в астрофизике).

Поляризованный свет широко используется во многих областях техники, напр. при необходимости плавной регулировки интенсивности светового пучка (закон Малюса), при исследованиях напряжений в прозрачных средах (поляризационно-оптический метод исследования), для увеличения контраста и ликвидации световых бликов в фотографии, при создании светофильтров, модуляторов излучения и пр.

PAGE   \* MERGEFORMAT9


n1

n2

B

90

EMBED Equation.DSMT4  

EMBED Equation.DSMT4  

EMBED Equation.DSMT4  

I0

I1 =  EMBED Equation.DSMT4  

2 = EMBED Equation.DSMT4  

e

I0

I1

I2

oe

o  обыкновенный луч

e  необыкновенный луч

I0

I1

I2

N1

N2

o

o

e

e

П

Электрическое поле

EMBED Equation.DSMT4  

А

d


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61362. SCHOOLING IN ENGLAND 23.68 KB
  There are different types of secondary schools in England. This system of secondary education has developed since the Act of 1944 according to which on leaving the primary school a pupil may go either to a secondary Modem, Technical, Grammar or Comprehensive school.
61367. I like cooking 29.24 KB
  I am going to conduct your English lesson. - The theme of our lesson is «I like cooking». - We are going to learn some new words on the theme, to read, to write and to do exercises in your work books. In short, we have much work to do today.
61369. Развивать умения и навыки устной речи 16.53 KB
  Задачи: - Учить рассказывать о друзьях, используя фразы типа He is... He isn’t... He can...- Учить понимать на слух небольшое сообщение с опорой на рисунок. - Учить читать слова, которые не соответствуют правилам чтения (a friend, to, with, why, what).