Поляризация света Лекция 14 Зима 2011 г. Лектор Чернышев А.П. - презентация

1 Поляризация света Лекция 14 Зима 2011 г. Лектор Чернышев А.П.

2 Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-либо образом упорядочены.

3 Плоскость, в которой колеблется световой вектор в плоскополяризованной волне, называется плоскость колебаний. Перпендикулярная к ней плоскость, в которой колеблется вектор H, называется плоскость поляризации. Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которая называется плоскость поляризатора.

4

5 Закон Малюса Этьен Луи Малюс (фр. Étienne Louis Malus) (23 июля февраля 1812) французский инженер, физик и математик.

6 Естественный свет Естественный свет можно представить как суперпозицию (сумму) двух некогерентных плоскополяризованных волн с взаимно ортогональными плоскостями поляризации. Направление этих двух взаимно ортогональных плоскополяризованных волн совершенно несущественно.

7

8 Поместим на пути луча естественного света два поляризатора. Второй поляризатор часто называют анализатором. Тогда интенсивность прошедшего света равна

9 Степень поляризации Частично-поляризованный свет

10 Степень поляризации P

11 Эллиптически поляризованный свет

12 Поляризация света при отражении и преломлении Закон Брюстера

13 Дэвид Брюстер, сэр (англ. Sir David Brewster; 11 декабря февраля 1868) шотландский физик

14 Угол Брюстера

15 Вывод формулы (2)

16 Двойное лучепреломление Оно заключается в том, что падающий на прозрачный кристалл пучок света разделяется внутри кристалла на два пучка, распространяющиеся, вообще говоря, в различных направлениях и с разными скоростями.

17 Поляризация света при двойном лучепреломлении Упавший на кристалл луч разделяется внутри кристалла на два луча: обыкновенный «о» ( только в одноосных кристаллах) и необыкновенный «е» (в одноосных и двуосных кристаллах).

18

19

20 Двоякопреломляющая среда Двоякопреломляющая среда должна иметь некоторое количество ориентированных несферических молекул. Ясно, что кубический кристалл, имеющий симметрию куба, не может быть двоякопреломляющим. А вот длинные игловидные молекулы содержат несимметричные молекулы, и в них легко наблюдать двойное лучепреломление.

21 У одноосных кристаллов есть направление, вдоль которого лучи не разделяются и имеют одинаковую скорость. Это направление называется оптической осью. Любая плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением или главной плоскостью кристалла. Обыкновенный и необыкновенный лучи полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях.

22

23

24 Плоскость колебаний обыкновенного луча перпендикулярна к главному сечению кристалла; в необыкновенном луче колебания светового вектора происходят в главном сечении кристалла. Поэтому скорость обыкновенного луча всегда одинакова и равна

25 Необыкновенный луч 1 имеет скорость луч 2 имеет скорость скорость луча 3 имеет промежуточное значение.

26 Одноосные кристаллы характеризуются: показателем преломления обыкновенного луча n o =c/v o ; показателем преломления необыкновенного луча n e =c/v e (перпендикулярного к оптической оси). У положительных кристаллов v o > v e, у отрицательных v o < v e :

27

28 Способ построения волновой поверхности

29 Характерные примеры волновых поверхностей Свет падает вдоль оптической оси.

30 Свет падает под углом к оптической оси eo

31 Свет падает перпендикулярно оптической оси e o

32 Интерференция поляризованных лучей Пусть свет падает перпендикулярно оптической оси

33 Лучи, полученные от естественного света, не будут интерферировать, т.к. принадлежат к разным цугам волн. Интерференцию света можно наблюдать, если на пластину падает плоскополяризованный свет.

34 Дихроизм

35 Искусственное двойное лучепреломление (искусственная анизотропия). 1.Воздействие напряжений (Н/м 2 ) 2.Наблюдается в аморфных прозрачных телах и кристаллах кубической системы.

36 2. Эффект Керра в жидкости и в аморфных телах Двойное лучепреломление возникает под действием электрического поля:

37

38 Время срабатывания ячейки Керра ~ c. B – постоянная Керра (для каждого вещества – своя). Она зависит еще и от длины волны света и от температуры.