Способы получения плоско поляризованного 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: 1289 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

2. Способы получения поляризованного света.

Существует.несколько способов получения и анализа поляризованного света.

1. Поляризация при помощи поляроидов

Поляроиды представляют собой целлулоидные пленки с нанесенным на них тончайшим слоем кристалликов сернокислого нодхинина. Применение поляроидов является в настоящее время наиболее распространенным способом поляризации света.

2. Поляризация посредством отражения

Если естественный луч света падает на черную полированную поверхность, то отраженный луч оказывается частично поляризованным. В качестве поляризатора и анализатора может быть употреблено зеркальное или достаточно хорошо отполированное обычное оконное стекло, зачерненное с одной стороны асфальтовым лаком.

Степень поляризации тем больше, чем правильнее выдержан угол падения. Для стекла угол падения равен 57°.

3. Поляризация посредством преломления

Световой луч поляризуется не только при отражении, но и при преломлении. В этом случае в качестве поляризатора и анализатора используется стопка сложенных вместе 10—15 тонких стеклянных пластинок, расположенных к падающим на них световым лучам под углом в 57°.

3. Поляризация при отражении света от диэлектрика. Закон Брюстера.

Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков

Одним из способов получения поляризованного света является его отражение и преломление на границе раздела двух изотропных диэлектриков. Пусть на границу раздела диэлектриков 1 и 2 падает естественный свет. Отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные к плоскости падения, в преломленном луче — колебания, параллельные плоскости падения. Степень поляризации зависит от угла падения. При некотором угле падения, называемом углом Брюстера, отраженный луч становится полностью поляризованным (плоско поляризованным).

Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателя преломления с таким углом, при котором свет, отражённый от границы раздела, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, причем поляризация преломленного луча достигает наибольшего значения. Легко установить, что в этом случае отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. Соответствующий угол называется углом Брюстера.

Это явление оптики названо по имени шотландского физика Дэвида Брюстера, открывшего его в 1815 году.

Закон Брюстера: , где n₂₁ — показатель преломления второй среды относительно первой, θ_Br — угол падения (угол Брюстера).

4. 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 прозрачности поляризатора.

Установлен Э. Л. Малюсом в 1810 году.

В релятивистской форме

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

Свет с иной (не линейной) поляризацией может быть представлен в виде суммы двух линейно-поляризованных составляющих, к каждой из которых применим закон Малюса. По закону Малюса рассчитываются интенсивности проходящего света во всех поляризационных приборах, например в поляризационных фотометрах и спектрофотометрах. Потери на отражение, зависящие от и не учитываемые законом Малюса, определяются дополнительно.

Источник