Способ получения плоскополяризованного света

Получение плоскополяризованного света

Все источники света являются совокупностью огромного числа атомов, испускающих свет при переходе из возбужденного состояния в стационарное. Каждый элементарный акт испускания атомом света является анизотропным. Однако, ввиду большого числа хаотически ориентированных излучателей, быстрого и несинхронного их высвечивания ( с), свет таких источников является неполяризованным.

Существует несколько способов получения плоскополяризованного света.

1. Отражение света от диэлектрической пластины.

Свет, отраженный от полированного диэлектрика, всегда частично поляризован. Степень поляризации отраженного луча зависит от угла падения и показателя преломления диэлектрика .

Максимальная степень поляризации достигается при таком угле падения, когда:

. (7.2)

Плоскость колебаний электрического вектора в отраженном луче перпендикулярна плоскости падения – закон Брюстера (рис. 7.5).

При преломленный и отраженный лучи образуют угол в .

2. Преломление света в прозрачной пластине.

Поскольку отраженный от диэлектрика свет полностью или частично поляризован, то проходящий свет тоже частично поляризован. Максимальная степень поляризации проходящего света достигается при выполнении закона Брюстера, но плоскость колебаний вектора совпадает с плоскостью падения луча (рис. 7.5). Для увеличения степени поляризации проходящего света используются несколько сложенных вместе прозрачных пластин, расположенных под углом Брюстера к падающему свету – стопа Столетова.

3. Поляризация света в двупреломляющих кристаллах.

Некоторые кристаллы обладают способностью при преломлении разделять падающий луч на два луча со взаимноперпендикулярными плоскостями поляризации (рис. 7.6.). Эти два луча называются: обыкновенный – , необыкновенный – и характеризуются показателями преломления .

Отклоняя один из лучей в сторону, можно выделить второй, т.е. получить плоскополяризованный свет. Устройства, действующие таким образом, называются поляризаторами.

4. Поляризация света в дихроичных пластинах.

У некоторых двупреломляющих кристаллов (например, турмалина) коэффициенты поглощения света обыкновенного и необыкновенного лучей отличаются настолько, что уже при небольшой толщине один из них полностью гасится, и из кристалла выходит один плоскополяризованный луч. Это явление носит название дихроизма. Полученные на основе таких пластинок поляризаторы называются поляроидами. Аналогичным свойством обладают тонкие полимерные пленки, содержащие одинаково ориентированные игольчатые микрокристаллы иодистого хинина. Поляризаторы и поляроиды характеризуются особым разрешенным направлением. Разрешенным направлением называют плоскость, в которой находится электрический вектор прошедшего через поляризатор или поляроид света.

Источник

Способы получения плоско-поляризованного света:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА « ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ ПРИПОМОЩИ ПОЛЯРИМЕТРА » .

Поперечность электромагнитных волн.

В силупоперечности электромагнитной волны световой вектор всегда перпендикулярен к направлению распространения волны.

Следствием теории Максвелла являетсяпоперечность электромагнитных волн: векторы Е и Н напряженностей электрического и магнитного полей волны взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной вектору v скорости распространения волны, причем векторы Е, Н и v образуют правовинтовую систему.

Электромагнитные волны – это поперечные волны. Колебания напряженности волны, выходящей из рупора, происходят в определенной плоскости, а колебания вектора магнитной индукции – в плоскости, ей перпендикулярной. Волны с определенным направлением колебаний называют поляризованными. Приемный рупор принимает только поляризованную в определенном направлении волну.

Понятие естественной, частично-поляризованной и плоско-поляризованной волн.

Свет это электромаггнитная волна, у которой есть две составляющие — электрическая и магнитная. Человеческий глаз воспринимает электрическую составляющую.

У плоской монохроматической волны в вакууме (или воздухе) вектор электрического поля колеблется в одной плоскости. Такая волна называется плоскополяризованной.

Естественный свет представляет собой множество плоскополяризованных волн, у которых плоскости поляризации разные. Если мы нарисуем все электрические вектора, исходящие из одной точки, то получим набор векторов, направленных в разные стороны, полностью заполняющие пространство круга, и огибающая всех векторов будет окружностью. Поэтому часто говорят, что естественный свет поляризован по кругу.

Частично поляризованный свет — то же, что и естественный, но распределение светового вектора E по углам несимметрично. Частично поляризованный свет характеризуется такой величиной, как степень поляризации — отношением Emax к Emin. Для естественно поляризованного света степень поляризации равна единице

Понятие поляризатора и анализатора.

Поляриза́тор —- устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации.

Анализатор — оптическое устройство для определения характера поляризации света. Анализаторами могут служить поляризационные призмы, поляроиды, пластины некоторых кристаллов (например, турмалина).

Способы получения плоско-поляризованного света:

а) на границе двух диэлектриков, закон Брюстера- закон оптики, выражающий связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, отраженный от границы раздела диэлектриков , будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.

Пусть угол падения i таков, что отраженный луч перпендикулярен преломленному, т.е. r = π/2 — i_Бр. Это условие называют условием Брюстера (см. рисунок ниже), а угол — углом Брюстера — i_Бр.

Используя закон преломления

получим формулу, определяющую угол Брюстера:

При выполнении условия Брюстера i + r = π/2, тогда из формулы Френеля для получим:

B) стопа Столетова;

с) Двойное лучепреломление-этоявление, при котором луч света, входящий в кристалл, разделяется на 2 луча с различными направлениями.

Закон Малюса.

Закон Малюса — физический закон, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

где — интенсивность падающего на поляризатор света, — интенсивность света, выходящего из поляризатора, —коэффициент пропускания поляризатора.

В релятивистской форме

где и — циклические частоты линейно поляризованных волн, падающей на поляризатор и вышедшей из него.

Дата добавления: 2018-10-26 ; просмотров: 1288 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Что такое поляризация света, кто придумал и как получить поляризованный свет

В современном мире любое применение должно обосновываться экономической эффективностью, удобством, простотой. Поляризация света все чаще встречается в жизни человека. На ее основе работает большинство приборов и устройств.

Что такое поляризация света

Термин поляризации дает оценку поперечных волн. Представляет состояние вектора колеблющейся величины в плоскости, поперечной направленности распространения волны.

Если тенденции колебаний светового вектора упорядочены, то освещение именуется поляризованным.

Колебания одинаковой частоты электромагнитных излучений могут иметь поляризирование:

• Линейную. Она перпендикулярно направлена распространению волны.
• Круговую. В связи с тенденцией верчения вектора индукции, поляризация правая либо левая.
• Эллиптическую. Возникает в промежутке с круговой и линейной поляризациями.

Кто открыл явление и что оно доказывает

В первый раз эксперименты согласно поляризации света поставлены в 1690 г Гюйгенсом (голландский ученый). Суть эксперимента в том, что ученый пропустил через исландский шпат световое излучение. При этом происходит поперечная анизотропия луча.

Данное проявление получило название парное лучепреломление. Если кристаллик вращать сравнительно тенденции начальной полупрямой, так крутятся тот и другой луч при выходе из кристалла.

В 1809 г. французский инженер Малюс Э. открывает закон, после названный в его честь. В его экспериментах освещение поочередно пропускается посредством двух одинаковых пластин турмалина. Сияние направлялось вертикально плоскости кристалла турмалина, вырезанного параллельно зрительной оси. Если луч на своем пути встречает два препятствия в виде кристаллов турмалина, то насыщенность прошедшего луча, изменяется от альфа угла между осями по закону Малюса и выражается:

Шотландский физик Никол Уильям изобрел в 1828 году поляризатор. Это прибор для получения линейно-поляризованного света (призма Никола). Через одиннадцать лет осуществил совмещение таких призм в единый прибор, что широко применяется и сегодня.

Откуда берется

Световой поток, который попадает в наше окружение, в основном неполяризован. Излучение от солнца, лампочек – свет, где вектор колеблется в разных направлениях. Если работа за компьютером и монитор жидкокристаллический, то в нем поляризованный источник.

Чтобы видеть поляризованный свет, надо естественный поток пропустить через анизотропную сферу. Она и есть поляризатор, который отрезает ненужные направления колебаний, сохраняя одно.

В числе поляризаторов применяются кристаллы. Одним из природных, часто применяемых – турмалин.

Еще методом извлечения поляризованного потока излучения является отражение с диэлектрика. Если луч опускается в рубеж области 2-ух сфер, поток делится на отображенный и надломленный. Лучи получаются отчасти поляризованными, при этом степень поляризации находится в зависимости от угла падения.

Как получить

Таким образом получить поляризование светового потока можно тремя способами:

1. Отражением от диэлектриков. Где степень зависит от угла падения и степени преломления.
2. Пропустить поток сияния через анизотропную среду. Луч, направленный на толстый кристалл, получит параллельное разъединение на выходе.
3. Поляризатор (призма Николя).

Рекомендуем посмотреть видео на тему “Закон Малюса”.

Практическое применение явления поляризации света

Поляризование света интересно не только с научной точки зрения. Она нашла широкое применение на практике. Примеры применения:

• 3Д кинематография;
• очки от солнца с поляризацией – защищают глаза от отблесков солнца от воды и света фар встречных авто;
• фототехника – фильтры поляризационные;
• поляроиды применяются в геофизике при изучении свойств облака, при фотографировании затуманенных мест;
• поляриметры применимы в медицине при определении концентрации сахара в крови, при этом используется угол поворота плоскости поляризации.

В заключение

Поляризация света — природное явление не очень сложное для понимания человеком. Поэтому она находит широкое применение в человеческой деятельности.

Интересные факты? Оставьте комментарий, поделитесь статьей с друзьями в соцсетях.

Источник