Поляризация света. Виды поляризации

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Поляризация света. Виды поляризации

Содержание

2. x y Плоско-поляризованный (линейно-поляризованный) свет Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо
3. x y Круго-поляризованный свет
4. x y Эллиптически-поляризованный свет
5. Волну с эллиптической поляризацией можно представить как две взаимно перпендикулярные линейно-поляризованные волны с взаимно ортогональными плоскостями
6. Эллиптически-поляризованная волна − это наиболее общий вид поляризации. x Ey Ex линейно-поляризованный свет круго-поляризованный свет y
7. Естественный свет В естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга. Естественный свет
8. Поляризаторы Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные некоторой плоскости (плоскости пропускания поляризатора), и полностью или частично задерживают
9. На выходе из поляризатора в общем случае получается свет, в котором колебания одного направления преобладают над
10. Степень поляризации − интенсивность поляризованной составляющей − полная интенсивность
11. Закон Малюса − закон Малюса Пусть естественный свет проходит два поляризатора, плоскости пропускания которых образуют угол
12. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера Из формул Френеля, определяющих амплитуды преломленной и отраженной
13. При − закон Брюстера − угол Брюстера
14. Поляризация при двойном лучепреломлении Особенности строения молекул и кристаллической решетки многие прозрачные кристаллы оптически анизотропны, т.е.
15. Одноосные кристаллы OO − направление в кристалле, вдоль которого лучи распространяются не разделяясь с одинаковой скоростью.
16. Вдоль оптической оси ОО и перпендикулярно к ней лучи идут не разделяясь, в первом случае их
17. Поверхности лучевых скоростей Положительный Отрицательный Расстояние от точки o до точки на поверхности пропорционально лучевой скорости
18. Построение Гюйгенса Оптическая ось образует произвольный угол с преломляющей гранью кристалла. Свет падает по нормали.
19. Анализ поляризованного света Пластинка в четверть волны После прохождения пластинки между лучами возникает дополнительная разность фаз
20. Плоско-поляризованный свет Свет пропускается через поляризатор: при вращении поляризатора свет полностью гасится. Круго-поляризованный свет Свет пропускается
21. Искусственное двойное лучепреломление Первоначально оптически изотропные вещества становятся оптически анизотропными под действием: 1) одностороннего сжатия или
22. Искусственное двойное лучепреломление Эффект Керра K – постоянная Керра λ0 – длина волны света Явление Коттон-Мутона
23. Вращение плоскости поляризации Некоторые вещества (кварц, сахар), называемые оптически активными, обладают способностью вращать плоскость поляризации линейно-поляризованного
24. Для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей α – постоянная вращения Для оптически активных растворов [α]
25. Магнитное вращение (эффект Фарадея) Оптически неактивные вещества приобретают способность вращать плоскость поляризации под действием магнитного поля
26. Дисперсия света – явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от частоты n = f(ω). Дисперсия света
27. Реальная волна, передающая сигнал, представляет собой импульс. Согласно теореме Фурье его можно представить как наложения полей
28. Максимуму амплитуды соответствует xm- координата центра группы волн групповая скорость u = dxm/dt = Δω/Δk
29. Если дисперсии нет, то Связь групповой (u) и фазовой (v) скоростей:
30. нормальная дисперсия аномальная дисперсия коэффициент поглощения
31. Световая волна, проходя через вещество, возбуждает вынужденные колебания электронов в атомах, на поддержание которых затрачивается энергия
32. Рассеянием называется дифракция света на мелких неонородностях. Это явление наблюдается в мутных средах (дымы, эмульсии, взвеси).
34. Скачать презентацию

Слайд 2

x
y
Плоско-поляризованный (линейно-поляризованный) свет
Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора

упорядочены каким-либо образом.

Слайд 3

x
y
Круго-поляризованный свет

Слайд 4

x
y
Эллиптически-поляризованный свет

Слайд 5

Волну с эллиптической поляризацией можно представить как две взаимно перпендикулярные линейно-поляризованные

волны с взаимно ортогональными плоскостями поляризации.

Слайд 6

Эллиптически-поляризованная волна − это наиболее общий вид поляризации.

x
Ey
Ex
линейно-поляризованный свет
круго-поляризованный свет
y

Слайд 7

Естественный свет
В естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют

друг друга.
Естественный свет можно представить как наложение двух некоге-рентных световых волн, поляризованных во взаимно перпенди-кулярных плоскостях и имеющих одинаковую интенсивность.

Слайд 8

Поляризаторы
Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные некоторой плоскости (плоскости пропускания поляризатора), и

полностью или частично задерживают колебания перпендикулярные этой плоскости.

Поляризация естественного света

PP − плоскость пропускания

Слайд 9

На выходе из поляризатора в общем случае получается свет, в котором

колебания одного направления преобладают над колебаниями другого.
Такой свет называется частично поляризованным.
Частично поляризованный свет, как и естественный, можно представить в виде наложения двух некогерентных плоско поляризованных волн с взаимно перпендикулярными плоскостями колебаний, но разными по интенсивности. Его также можно рассматривать как смесь естественной и плоско-поляризованной составляющих.
Если пропустить частично поляризованный свет через идеальный поляризатор, то при его вращении вокруг направления луча интенсивность прошедшего света будет изменяться в пределах от Imax до Imin.

Слайд 10

Степень поляризации
− интенсивность поляризованной составляющей
− полная интенсивность

Слайд 11

Закон Малюса

− закон Малюса
Пусть естественный свет проходит два поляризатора, плоскости пропускания

которых образуют угол φ. Интенсивность на выходе

Слайд 12

Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера
Из формул Френеля, определяющих

амплитуды преломленной и отраженной волн

Слайд 13

При

− закон Брюстера
− угол Брюстера

Слайд 14

Поляризация при двойном лучепреломлении
Особенности строения молекул и кристаллической решетки
многие прозрачные кристаллы

оптически анизотропны, т.е. оптические свойства света зависят от направления.
Проявление: двойное лучепреломление − раздвоение преломленного луча на два луча, распространяющихся в общем случае в разных направлениях и с разными скоростями.
Существуют одноосные и двуосные кристаллы.
В одноосных кристаллах существует одно направление, в которых свет не разделяется на два луча.
В двуосных кристаллах существует два таких направления.

Слайд 15

Одноосные кристаллы
OO − направление в кристалле, вдоль которого лучи распространяются не

разделяясь с одинаковой скоростью.

OO − оптическая ось
o − обыкновенный луч, подчиняется обычному закону преломления,
e − необыкновенный луч, не подчиняется обычному закону преломления.

Главная плоскость (сечение) − плоскость, проходящая через луч и оптическую ось
o-луч поляризован нормально к ней, e-луч − параллельно ей.

Слайд 16

Вдоль оптической оси ОО и перпендикулярно к ней лучи идут не

разделяясь, в первом случае их скорость одинакова, а во втором – разная.
no = const, ne зависит от направления луча.

Показатели преломления no и ne

− оптически положительный кристалл

− оптически отрицательный кристалл

Слайд 17

Поверхности лучевых скоростей
Положительный Отрицательный
Расстояние от точки o до точки на поверхности

пропорционально лучевой скорости в данном направлении.
Для o-луча − сфера,
Для e-луча − эллипсоид вращения.

Слайд 18

Построение Гюйгенса
Оптическая ось образует произвольный угол с преломляющей гранью кристалла. Свет

падает по нормали.

Слайд 19

Анализ поляризованного света
Пластинка в четверть волны
После прохождения пластинки между лучами возникает

дополнительная разность фаз

При условии

Пластинка называется пластинкой в четверть волны

Слайд 20

Плоско-поляризованный свет
Свет пропускается через поляризатор: при вращении поляризатора свет полностью гасится.
Круго-поляризованный

свет

Свет пропускается последовательно через пластинку в четверть волны и через поляризатор: при вращении поляризатора свет полностью гасится.

Эллиптически-поляризованный свет

Свет пропускается последовательно через пластинку в четверть волны и через поляризатор: при некотором положении пластинки при вращении поляризатора свет полностью гасится.

Слайд 21

Искусственное двойное лучепреломление
Первоначально оптически изотропные вещества становятся оптически анизотропными под действием:

1) одностороннего сжатия или растяжения – фотоупругость; 2) электрического поля – эффект Керра; 3) магнитного поля – явление Коттон-Мутона.

Фотоупругость

σ – нормальное напряжение
k – коэффициент

Слайд 22

Искусственное двойное лучепреломление
Эффект Керра
K – постоянная Керра
λ0 – длина волны света
Явление

Коттон-Мутона

C – постоянная
λ0 – длина волны света

Слайд 23

Вращение плоскости поляризации
Некоторые вещества (кварц, сахар), называемые оптически активными, обладают способностью

вращать плоскость поляризации линейно-поляризованного света.

Эти вещества подразделяются на право- и левовращающие (направление вращения не зависит от направления луча)

правовращающие левовращающие

Слайд 24

Для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей
α – постоянная вращения
Для оптически

активных растворов

[α] – удельное вращение,
C – массовая концентрация оптически активного вещества

Слайд 25

Магнитное вращение (эффект Фарадея)
Оптически неактивные вещества приобретают способность вращать плоскость поляризации

под действием магнитного поля (направление вращения определяется направлением магнитного поля)

V – постоянная Верде, l – длина пути, H – напряженность магнитного поля

Слайд 26

Дисперсия света – явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от частоты

n = f(ω).

Дисперсия света

Слайд 27

Реальная волна, передающая сигнал, представляет собой импульс. Согласно теореме Фурье его

можно представить как наложения полей с частотами, заключёнными в интервале Δω. Суперпозиция таких волн называется волновым пакетом

(Δk∙Δx ≈ 2π)

Слайд 28

Максимуму амплитуды соответствует
xm- координата центра группы волн
групповая скорость

u = dxm/dt = Δω/Δk

Слайд 29

Если дисперсии нет, то
Связь групповой (u) и фазовой (v) скоростей:

Слайд 30

нормальная дисперсия
аномальная дисперсия
коэффициент поглощения

Слайд 31

Световая волна, проходя через вещество, возбуждает вынужденные колебания электронов в атомах,

на поддержание которых затрачивается энергия волны, и волна затухает.
Переход энергии световой волны во внутреннюю энергию вещества называется поглощением света.

Поглощение света

- закон Бугера

I0 – интенсивность падающего света,
α – коэффициент поглощения вещества.

Слайд 32

Рассеянием называется дифракция света на мелких неонородностях. Это явление наблюдается в

мутных средах (дымы, эмульсии, взвеси).

Рассеяние света

Если размеры неоднородностей не превышают 0,2 λ, то рассеяние называют рэлеевским.

Закон Рэлея

I - интенсивность рассеиваемого света

Поляризация света. Виды поляризации

Содержание

xyПлоско-поляризованный (линейно-поляризованный) светПоляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора

xyКруго-поляризованный свет

xyЭллиптически-поляризованный свет

Волну с эллиптической поляризацией можно представить как две взаимно перпендикулярные линейно-поляризованные

Эллиптически-поляризованная волна − это наиболее общий вид поляризации. xEyExлинейно-поляризованный светкруго-поляризованный светy

Естественный светВ естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют

ПоляризаторыПоляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные некоторой плоскости (плоскости пропускания поляризатора), и

На выходе из поляризатора в общем случае получается свет, в котором

Степень поляризации− интенсивность поляризованной составляющей− полная интенсивность

Закон Малюса − закон МалюсаПусть естественный свет проходит два поляризатора, плоскости пропускания

Поляризация света при отражении и преломлении. Закон БрюстераИз формул Френеля, определяющих

При − закон Брюстера− угол Брюстера

Поляризация при двойном лучепреломленииОсобенности строения молекул и кристаллической решеткимногие прозрачные кристаллы

Одноосные кристаллыOO − направление в кристалле, вдоль которого лучи распространяются не

Вдоль оптической оси ОО и перпендикулярно к ней лучи идут не

Поверхности лучевых скоростейПоложительный ОтрицательныйРасстояние от точки o до точки на поверхности

Построение ГюйгенсаОптическая ось образует произвольный угол с преломляющей гранью кристалла. Свет

Анализ поляризованного светаПластинка в четверть волныПосле прохождения пластинки между лучами возникает

Плоско-поляризованный светСвет пропускается через поляризатор: при вращении поляризатора свет полностью гасится.Круго-поляризованный

Искусственное двойное лучепреломлениеПервоначально оптически изотропные вещества становятся оптически анизотропными под действием:

Искусственное двойное лучепреломлениеЭффект КерраK – постоянная Керраλ0 – длина волны светаЯвление

Вращение плоскости поляризацииНекоторые вещества (кварц, сахар), называемые оптически активными, обладают способностью

Для оптически активных кристаллов и чистых жидкостейα – постоянная вращенияДля оптически

Магнитное вращение (эффект Фарадея)Оптически неактивные вещества приобретают способность вращать плоскость поляризации