- •Колебания и волны. Геометрическая и волновая оптика
- •Сегодня: суббота 29 Июнь, 2019
- •10.1. Естественный и поляризованный свет
- •Естественный свет – неполяризованный:
- •Линейно поляризованная электромагнитная волна и волна круговой поляризации.
- •Эллиптическая и круговая поляризация электромагнитной волны
- •Пространственная структура эллиптически -поляризованных вол:
- •Образование поляризованного света
- •Линейно поляризованный свет:
- •Линейные поляризаторы:
- •Полихромные кристаллы турмалина
- •Пример использования поляризационного фильтра в фотографии
- •В реальных средах возможно превращение
- •Аналогичное устройство, применяемое для исследования поляризации света – анализатор.
- •Рисунок 10.5
- •Основные выводы
- •10.2. Поляризация при отражении и преломлении
- •В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения, а
- •Степень поляризации зависит от угла падения:
- •Формулы Френеля
- •Огюстен Жан Френель
- •10.3. Двойное преломление света
- •Христиан
- •Объяснение этого явления дал современник Бартолина голландский ученый Христиан Гюйгенс.
- •Закон преломления Снеллиуса:
- •Явление двойного лучепреломления используется для получения поляризованного света:
- •Дихроизм – один из лучей поглощается сильнее другого
- •В качестве поляроида используется призма Николя (николь). Это призма из исландского шпата, разрезанная
- •Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристалла. Диэлектрическая проницаемость ε – зависит от направления. В
- •10.4.Закон Малюса
- •В поперечной волне направление колебаний и перпендикулярное ему направление не равноправны:
- •С помощью разложения вектора E на составляющие по осям можно объяснить закон Малюса
- •Световую волну с амплитудой E0 разложим на две
- •Рис. 11. Прохождение естественного света через два идеальных поляроида. yy' – разрешенные направления
- •После первого поляризатора J0 12 Jест Второй поляризатор пропустит свет
- •Прохождение линейно поляризованного света He-Ne лазера через
- •Применение плоскополяризованных волн
- •Микроскопия с использованием принципов эллипсометрии
- •10.5. Интерференция поляризованного света
- •Араго Доминик Франсуа (26.II.1786 -
- •Анализатор А здесь необходим также, для того чтобы свести колебания двух различно поляризованных
- •10.6. Искусственная анизотропия
- •Поместим стеклянную пластинку Q между двумя поляризаторами Р и А :
- •Помещая прозрачные фотоупругие модели между поляризатором и анализатором и подвергая их различным нагрузкам,
- •Явление искусственной анизотропии может возникать в изотропных средах под воздействием
- •На основе ячеек Керра построены практически безинерционные затворы и модуляторы света с временем
- •10.7. Вращение плоскости поляризации
- •В кристаллах:
Дихроизм – один из лучей поглощается сильнее другого
В кристалле турмалина, обыкновенный луч практически полностью
поглощается на длине 1 мм, а необыкновенный луч выходит из кристалла. В кристалле сульфата йодистого хинина один из лучей поглощается на длине 0,1 мм.
Это явление используется для создания поляроидов. На выходе поляроида получается один поляризованный луч.
32
В качестве поляроида используется призма Николя (николь). Это призма из исландского шпата, разрезанная по диагонали и склеенная
канадским бальзамом
Показатель преломления канадского бальзама
no n ne |
33 |
Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристалла. Диэлектрическая проницаемость ε – зависит от направления. В
одноосных |
кристаллах |
диэлектрическая |
|
проницаемость в направлении оптической оси |
ε |
||
и в направлениях перпендикулярных к ней |
ε yx , |
имеет разные значения.
34
n ε
ne υс
no υс e
o
35
Поскольку n εμ , а в диэлектриках μ = 1, то
n ε
Скорость распространения обыкновенного луча υo cε y , а необыкновенного υe cεx
Показатель преломления обыкновенного луча |
|
с |
|||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
o |
|
υo |
и показатель преломления |
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
необыкновенного луча ne |
|
|
|||
υe |
36 |
||||
|
|
|
|
10.4.Закон Малюса
В1809 г. французский инженер Э. Малюс
Jест |
J0 |
1 |
Jест |
|
|
2 |
|
J J0 cos2 φ 1 |
Jест cos2 φ |
2 |
37 |
|
В поперечной волне направление колебаний и перпендикулярное ему направление не равноправны:
Рисунок 10.11
поворот щели S вызовет затухание волны |
38 |
|
С помощью разложения вектора E на составляющие по осям можно объяснить закон Малюса
Рисунок 10.12 |
39 |
Световую волну с амплитудой E0 разложим на две |
||
составляющие. |
|
|
Ex E0 cosφ |
Ey E0 sin φ |
|
Ex – пройдет через поляризатор, а |
Ey – не пройдет. |
|
Т.к J ~ E2, то J ~ E02 cos2 φ и |
J0 ~ E02 |
|
Закон Малюса |
|
|
J J0 cos2 φ |
(10.4.1) |
В естественном свете все значения φ равновероятны и среднее значение cos2 φ 1/ 2 Интенсивность естественного света,
уменьшается в два раза.
40
Рис. 11. Прохождение естественного света через два идеальных поляроида. yy' – разрешенные направления поляроидов
41