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

3 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

77682. Цивилизационная концепция Н. Я. Данилевского 89.5 KB
  Исторические события ХХ века поставили под сомнение многие, казалось бы, прочно утвердившиеся научные концепции общественного развития. Прежде всего это относится к теориям общего для всего человечества постиндустриального развития, связанного с прогрессом развития средств производства...
77683. SATA 428.5 KB
  Теоретически ST 150 и ST 300 устройства должны быть совместимы как ST 300 контроллер и ST 150 устройство так и ST 150 контроллер и ST 300 устройство за счёт поддержки согласования скоростей в меньшую сторону однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы например на НЖМД фирмы Segte поддерживающих ST 300 для принудительного включения режима ST 150 предусмотрен специальный джампер. Разъём питания ST подаёт 3 напряжения питания: 12 В 5 В и 33 В; однако современные устройства могут...
77685. Устройство накопителя на жестких магнитных дисках 1.79 MB
  Головка чтения/записи в любом дисковом накопителе состоит из U-образного ферромагнитного сердечника и намотанной на него катушки (обмотки), по которой может протекать электрический ток. При пропускании тока через обмотку в сердечнике (магнитопроводе) головки создается магнитное поле. При переключении направления протекающего тока полярность магнитного поля также изменяется. В сущности, головки представляют собой электромагниты
77686. ОРГАНИЗАЦИЯ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ 1.12 MB
  Функции BIOS для работы с жесткими дисками. Проблемы BIOS при работе с большими дисками. Структурная схема жесткого диска. Вдоль каждой поверхности каждого диска синхронно перемещаются магнитные головки обеспечивающая чтение и запись информации.
77687. Устройство жесткого диска 376 KB
  Накопитель на жестких магнитных дисках состоит из четырех главных элементов, каждый из которых вносит свой вклад в его общие характеристики. НЖМД состоит из собственно носителя (пакета дисковых пластин - платтеров, вращающихся наоси)
77688. Характеристики Жестких дисков 144.5 KB
  За 45 лет прошедших с момента появления первых устройств магнитного хранения данных поверхностная плотность записи выросла более чем в пять миллионов раз. Емкость накопителя С декабря 1998 года Международная электротехническая комиссия МЭК занимающаяся стандартизацией в области электротехники представила в качестве официального стандарта систему названий и символов единиц измерения для использования в области обработки и передачи данных. На основании этого значения можно сделать вывод об эффективности того или иного способа записи...
77689. Физические основы магнитной записи сигналов 37 KB
  Эти объемы называемые доменами обладают магнитным моментом самопроизвольной намагниченностью даже при отсутствии внешнего намагничивающего поля. Для ферромагнетиков характерен гистерезис при перемагничивании внешним магнитным полем то есть запаздывание изменений намагниченности вещества при изменении намагничивающего поля. 1 приведена основная характеристика ферромагнетиков зависимость магнитной индукции В от напряженности Н намагничивающего поля так называемая петля гистерезиса. Петля гистерезиса ферромагнетика и ее особые точки Если...
77690. Способы кодирования данных 121 KB
  Эти моменты изменения полярности называются сменой знака. Каждая смена знака приводит к тому что считывающая головка выдает импульс напряжения; именно эти импульсы устройство регистрирует во время чтения данных. Но при этом считывающая головка генерирует не совсем тот сигнал который был записан; на самом деле она создает ряд импульсов каждый из которых соответствует моменту смены знака. Это устройство преобразует двоичные данные в электрические сигналы оптимизированные в аспекте размещения зон смены знака на дорожке записи.