Разделы презентаций


Поляризация

Содержание

Рис. 10.1

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Лекция 10

Тема: ПОЛЯРИЗАЦИЯ
10.1. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса;
10.2.

Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух сред;
10.3.

Двойное лучепреломление;

Сегодня: *

Лекция 10Тема: ПОЛЯРИЗАЦИЯ 10.1. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса;10.2. Поляризация света при отражении и преломлении на

Слайд 2Рис. 10.1

Рис. 10.1

Слайд 4Рис. 10.2. Поперечные волны на веревке, поляризованные в вертикальной плоскости

(а) и в горизонтальной плоскости (б).
Рис. 10.3,а. Вертикально поляризованные волны

проходят через вертикальную щель

Если на пути волны поставить какое-нибудь
препятствие с вертикальной щелью (рис. 10.3), то вертикально поляризованная волна пройдет через него,

Рис. 10.2. Поперечные волны на веревке, поляризованные в вертикальной плоскости (а) и в горизонтальной плоскости (б).Рис. 10.3,а.

Слайд 5
Рис. 10.3,б. Горизонтально поляризованные волны не проходят через вертикальную щель

Рис. 10.3,б. Горизонтально поляризованные волны не проходят через вертикальную щель

Слайд 6Рисунок 10.1

Рисунок 10.1

Слайд 8Рис.10.4.
а) неполяризованный свет

Рис.10.4. а) неполяризованный свет

Слайд 9Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены,

называется поляризованным.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным.

Слайд 10Свет, в котором вектор Е (и, следовательно, Н) колеблется в

определенной плоскости, перпендикулярно лучу (рис. 10.4, в), называется плоскополяризованным (линейно

поляризованным).

Рис.10.4.

б) частично поляризованный свет

Плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора Е плоско поляризованной волны и направление распространения этой волны, называется плоскостью поляризации.

Свет, в котором вектор Е (и, следовательно, Н) колеблется в определенной плоскости, перпендикулярно лучу (рис. 10.4, в),

Слайд 11






в) линейно-поляризованный свет
Рис.10.4.
Рис.10.4.

в) линейно-поляризованный светРис.10.4. Рис.10.4.

Слайд 12

Рис.10.5.

Рис.10.5.

Слайд 13В реальных средах возможно превращение неполяризованных волн в полностью поляризованные

и наоборот. За меру степени поляризации принимают

В реальных средах возможно превращение неполяризованных волн в полностью поляризованные и наоборот. За меру степени поляризации принимают

Слайд 14задерживающие колебания, перпендикулярные этой плоскости). В качестве поляризаторов могут быть

использованы среды, анизотропные в отношении колебаний вектора Е, например кристаллы

(их анизотропия известна). Из природных кристаллов, давно используемых в качестве поляризатора, следует отметить турмалин.

Рассмотрим классические опыты с турмалином (рис. 10.4). Направим естественный свет перпендикулярно пластинке турмалина Т1,
задерживающие колебания, перпендикулярные этой плоскости). В качестве поляризаторов могут быть использованы среды, анизотропные в отношении колебаний вектора

Слайд 15

вырезанной параллельно оптической оси 00' (направление в кристалле, относительно которого

атомы (или ионы) кристаллической решетки расположены симметрично). Вращая кристалл Т1

вокруг направления луча, никаких изменений интенсивности прошедшего через турмалин света не наблюдаем. Если на пути луча поставить вторую пластинку турмалина Т2 и вращать ее вокруг направления луча, то интенсивность света, прошедшего через пластинки, меняется в зависимости от угла α между оптическими осями кристаллов по закону Малюса:

(10.1.1)

Рис.10.4

вырезанной параллельно оптической оси 00' (направление в кристалле, относительно которого атомы (или ионы) кристаллической решетки расположены симметрично).

Слайд 16где I0 и I — соответственно интенсивности света, падающего на

второй кристалл и вышедшего из него. Следовательно, интенсивность прошедшего через

пластинки света изменяется от минимума (полное гашение света) при α = π/2 (оптические оси пластинок перпендикулярны) до максимума при α = 0 (оптические оси пластинок параллельны). Однако, как это следует из рис. 10.4, амплитуда Е световых колебаний, прошедших через Т2, будет меньше амплитуды световых колебаний Е0, падающих на Т2:


Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды, то и получается выражение (10.1.1).
Результаты опытов с кристаллами турмалина объясняются довольно просто, если исходить из изложенных выше условий пропускания света поляризатором. Первая пластинка турмалина пропускает колебания только определенного направления (на рис. 10.4 это направление показано стрелкой АВ), т. е. преобразует естественный






где I0 и I — соответственно интенсивности света, падающего на второй кристалл и вышедшего из него. Следовательно,

Слайд 17




свет в плоскополяризованный. Вторая же пластинка турмалина в зависимости от

ее ориентации из поляризованного света пропускает большую или меньшую его

часть, которая соответствует компоненту Е, параллельному оси второго турмалина. На рис. 10.4 обе пластинки расположены так, что направления пропускаемых ими колебаний АВ и А'В' перпендикулярны друг другу. В данном случае Т1 пропускает колебания, направленные по АВ, а Т2 их полностью гасит, т. е. за вторую пластинку турмалина свет не проходит.
Пластинка Т1, преобразующая естественный свет в плоскополяризованный, является поляризатором. Пластинка Т2, служащая для анализа степени поляризации света, называется анализатором. Обе пластинки совершенно одинаковы (их можно поменять местами).
свет в плоскополяризованный. Вторая же пластинка турмалина в зависимости от ее ориентации из поляризованного света пропускает большую

Слайд 18






Если пропустить естественный свет через два поляризатора, плоскости которых образуют

угол α, то из первого выйдет плоскополяризованный свет, интенсивность которого

I0 = ½Iест, из второго, согласно (10.1.1), выйдет свет интенсивностью
I = Io cos2α. Следовательно, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора,



откуда Imах = ½Iест, (поляризаторы параллельны) и Imin = 0 (поляризаторы скрещены).




Рис.10.5

Если пропустить естественный свет через два поляризатора, плоскости которых образуют угол α, то из первого выйдет плоскополяризованный

Слайд 19Рис.10.6

Рис.10.6

Слайд 21где п1 - показатель преломления среды, в которой распространяется луч,

а n2 - показатель преломления среды, лежащей по другую сторону

отражающей границы. Если свет распространяется в воздухе, то n1 = 1, и
(10.2.1,б)

Угол полной поляризации называют также углом Брюстера, а соотношение(10.2.1)- законом Брюстера в честь шотландского физика Дэвида Брюстера (1781-1868), открывшего его экспериментально в 1812 г. Формулы могут быть получены на основе электромагнитной теории света. Интересно отметить, что при падении под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи образуют угол 90°, т.е. θБ + θr = 90° (рис. 10.7). В этом можно убедиться, подставив соотношение (10.2.1,а) (п2 = n1tgθБ = n1sinθБ/cosθБ) в выражение для закона Снелля п1sinθБ = n2sinθr и получив равенство cosθБ = sinθr, которое справедливо только для θБ = 90° - θ Г.








где п1 - показатель преломления среды, в которой распространяется луч, а n2 - показатель преломления среды, лежащей

Слайд 23Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков (например,

воздуха и стекла), то часть его отражается, а часть преломляется

и распространяется во второй среде. Устанавливая на пути отраженного и преломленного лучей анализатор (например, турмалин), убеждаемся в том, что отраженный и преломленный лучи частично поляризованы: при вращении анализатора вокруг лучей интенсивность света периодически усиливается и ослабевает (полного гашения не наблюдается!). Дальнейшие исследования показали, что в отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рис. 10.8 они обозначены точками), в преломленном — колебания, параллельные плоскости падения (на рисунке эти колебания изображены стрелками).

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков (например, воздуха и стекла), то часть его отражается,

Слайд 24Рис.10.8
Степень поляризации отраженного и преломленного света при различных углах падения

можно рассчитать из уравнений Максвелла, если

учесть граничные условия для электромагнит-ного поля на границе раздела двух изотропных диэлектриков (так называемые формулы Френеля).
Рис.10.8Степень поляризации отраженного и преломленного света при различных углах падения можно рассчитать  из  уравнений

Слайд 25
Степень поляризации преломленного света может быть значительно повышена путем многократного

преломления при условии падения света каждый раз на границу раздела

под углом Брюстера. Если, например, для стекла (п = 1,53) степень поляризации преломленного луча составляет ≈10%, то после преломления на 8÷10 наложенных друг на друга стеклянных пластинок вышедший из такой системы свет будет практически полностью поляризованным. Такая совокупность пластинок называется стопой. Стопа может служить для анализаполяризованного света как при его отражении, так и при его
преломлении.
Степень поляризации преломленного света может быть значительно повышена путем многократного преломления при условии падения света каждый раз

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика