Студенческая научно-техническая конференция
1
Coдержание предыдущей лекции
Дисперсия света
Понятие «дисперсия света». Дисперсия света.
Природа радуги. Объяснение дисперсии света.
Поглощение и рассеяние света
Поглощение света. Закон Бугера. Рассеяние света. Закон Рэлея.
Поляризация световых волн
Поперечное строение световых волн. Неполяризованные и поляризованные волны света.
Получение поляризованного света из неполяризованного света.
2
Контрольный вопрос
Преломление света в линзах фотокамеры используют для формирования изображения на пленке.
Желательно, чтобы волны, соответствующие всем цветам, характерным для фотографируемого объекта, преломлялись одинаковым образом.
Какой из материалов, свойства которых представлены на рис., следовало бы выбрать в качестве материала для линз фотоаппарата?
Стекло
Полимер
Кварц
Линзы идеальной камеры должны обладать одинаковым n для всех . Излучение всех должно преломляться в линзах на один и тот же угол. Кварц обладает наименьшей зависимостью n от в видимом спектре.
3
Coдержание сегодняшней лекции
Поляризация световых волн
Получение поляризованного света из неполяризованного света.
Введение в квантовую физику
Квантовая оптика
Тепловое излучение
Тепловое излучение и люминесценция. Закон Кирхгофа.
Равновесная плотность энергии излучения. Закон Стефан-Больцмана.
Закон смещения Вина.
Стоячие волны в трехмерном пространстве. Формула Планка.
4
Поляризация за счет двойного лучепреломления
Классификация твердых тел на основе их внутреннего строения
Аморфные твердые тела (неупорядоченное расположение атомов) – распространение света с одинаковой скоростью во всех направлениях.
Единственный показатель преломления у аморфных твердых тел.
Расположение атомов в определенном (дальнем) порядке в кристаллических твердых телах –
разная скорость света в различных направлениях.
Два различных показателя преломления у некоторых кристаллических твердых тел
(например, известковый шпат - кальцит и кварц) – двулучепреломляющие материалы.
5
Поляризация за счет двойного лучепреломления
Показатели преломления для некоторых двулучепреломляющих кристаллов при длине волны 589,3 нм
Кристалл |
nО |
nН |
nО/nН |
|
|
|
|
Известковый шпат (CaCO3) |
1,658 |
1, 486 |
1,116 |
|
|
|
|
Кварц (SiO2) |
1,544 |
1,553 |
0,994 |
|
|
|
|
Нитрат натрия (NaNO3) |
1,587 |
1,336 |
1,188 |
|
|
|
|
Сульфит натрия (NaSO3) |
1,565 |
1,515 |
1,033 |
|
|
|
|
Хлорид цинка (ZnCl2) |
1,687 |
1,713 |
0,985 |
|
|
|
|
Cульфид цинка (ZnS) |
2,356 |
2,378 |
0,991 |
|
|
|
|
6
Поляризация за счет двойного лучепреломления
Разложение луча неполяризованного света на два плоскополяризованных луча в кристалле известкового шпата.
|
Известко- |
|
Неполяризованный свет |
вый шпат |
Необыкновенный луч |
|
|
Обыкновенный луч
Поляризация лучей в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Обыкновенный (O) луч – одинаковый nO во всех направлениях. Необыкновенный (Н) луч – зависимость nН от направления луча.
7
Поляризация за счет двойного лучепреломления
Порождение точечным источником S внутри двулучепреломляющего кристалла сферической волны с фронтом, соответствующим обыкновенному лучу, и эллиптической волны с фронтом, соответствующим необыкновенному лучу.
Оптическая ось Необыкновенный луч
Обыкновенный луч
Распространение лучей с различными скоростями, соответствующими двум различным углам преломления.
Оптическая ось – единственное направление, в котором обыкновенный и необыкновенный лучи распространяются с одинаковой скоростью.
Оптическая ось: nO=nН.
Максимальное различие в скорости лучей вдоль и поперек оптической оси.
8
Поляризация за счет двойного лучепреломления
Изображения, полученные с помощью кристалла известкового шпата и сформированные oбыкновенным и необыкновенным лучами каждое.
Неполяризо- |
|
Необыкно- |
|
ванный свет |
Известко- |
||
венный |
|||
|
вый шпат |
||
|
луч |
||
|
|
Обыкновен- ный луч
Переменное появление и исчезновение изображений, вызванное взаимно- перпендикулярной поляризацией О и Н лучей при вращении поляризующего стекла.
9
Оптический анализ напряжений
Воздействие приложенных напряжений - превращение некоторых материалов (например, стекло, пластмассы) в двулучепреломляющие.
Свет 
Поляризатор 
Пластмасса 
Анализатор Ось поляризатора 
Ось анализатора
Свет
отсутствует
Свет 
Поляризатор 
Пластмасса 
Анализатор Ось поляризатора 
Ось анализатора
Поляризованный
свет
10