Презентация на тему Поляризация света

напряженностей электрического и магнитного полей
перпендикулярны друг другу
и направлению

световой
вектор

Но ощущение света
дает электрическая составляющая волны.
(Она же,

Естественный свет –
совокупность световых волн,
хаотически излучаемых
отдельными атомами. Поэтому в естествен-ном свете
световой вектор колеблется также хаотически,
с равной вероятностью во всех перпендикулярных вектору скорости
направлениях.

в котором колебания

Примеры: свет, испускаемый отдельным атомом; излучение лазера.


Если колебания
светового вектора происходят преимущественно,
но не только
в одной плоскости,
то свет называется
частично поляризованным.

.

.

.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ СВЕТ

.

.

.

.

ПОЛНОСТЬЮ
ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ
СВЕТ

ЧАСТИЧНО
ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ
СВЕТ

.

.

.

.

.

.

Колебания
в плоскости чертежа

Колебания
перпендику-
лярно
плоскости
чертежа

Чем больше разница между
числом черточек и точек, тем
больше степень поляризации

преобразования естественного света в поляризованный.

Для этого нужно выделить из

Плоскость, в которой совершаются колебания светового вектора после прохождения волны через поляризатор, –
главная плоскость поляризатора.

естественного
в поляризованный
его интенсивность уменьшается в два раза:

Но его интенсивность
на выходе также будет уменьшена.

Степень уменьшения
будет зависеть от взаимной
ориентации двух поляризаторов – первого, поляризующего
естественный свет,
и второго, на который был направлен
уже преобразованный
свет.

I = I0 ест / 2

Здесь
I0 – интенсивность падающего на поляриза-тор плоскополяризован-ного света,

I = I0cos2φ

поляризатора
может меняться
от 0 до I0.
Если φ

В первом случае главные плоскости поляризаторов
перпендикулярны, – говорят, что поляризаторы «скрещены».

Во втором
главные плоскости
параллельны.

используемый свет
поляризованным:
если интенсивность выходящего света меняется при повороте

Если же интенсивность света на выходе поляризатора
не зависит от его ориента-
ции, то падающий свет является естественным.
⇓
Поляризатор можно при-
менять как для получения поляризованного света,
так и для анализа света. –
«АНАЛИЗАТОР»

среда,
в которой скорость света и абсолютный показатель преломления

Отражение и преломление
света
на границе прозрачных
изотропных сред –
например,
двух диэлектриков

Преломление света
в анизотропных средах

диэлектриков
На границе двух
диэлектриков имеет место частичная поляризация света
(и

Поляризатором
в данном случае является
граница раздела диэлектриков.

.

.

.

.

.

.

1

2

α

α

γ

луча и
МАКСИМАЛЬНО
возможная частичная – преломленного луча
наблюдается при взаимной перпендикулярности
отраженного

Тогда
sinα / sinγ =

= sinα / sin(π/2 - α) =

= sinα / cosα = tg α,

и второй закон преломления
принимает вид:

tg α = n21.

границе двух диэлектриков,

или
закон Брюстера:
«Полная поляризация
отраженного луча
имеет

наблюдается явление
двойного лучепреломления:
световой луч, падая на
границу с

Один из лучей
называется
обыкновенным
(о-луч),
так как он подчиняется законам преломления.

Второй луч
называется
необыкновенным
(е-луч),
так как не подчиняется этим законам.

естественного света
на границу со второй средой
под углом 90º
необыкновенный

о

е

90°

.

.

. . . .

о

е

происходит, называется
ОПТИЧЕСКОЙ ОСЬЮ кристалла.
Оптическая ось может быть одна

Плоскость, проходящая через оптическую ось и падающий луч,–
главная плоскость. Колебания светового
вектора в световой волне,
представленной необыкновенным лучом,
происходят в главной плоскости;
в обыкновенном луче –
перпендикулярно этой плоскости.

всех направлениях.
Показатель преломления необыкновенного луча nе
зависит от

В направлении, "нормальном" (перпендикулярном)
к оптической оси, различие показателей
преломления наибольшее.

> nо,
то кристалл называется положительным.
Наоборот, если
nе

(При этом скорости находятся в обратном соотношении,
так как n = c / v :
у положительного
кристалла vе < vо,
у отрицательного –
vе > vо.)
Положительный кристалл – кварц,
Отрицательные –
турмалин, исландский шпат.

е- лучей на выходе
кристалла
очень мал.
Если их интенсивность
одинакова, то

Для получения
поляризованного света
один из лучей необходимо
устранить.

Это можно сделать двумя способами:
на основе явления полного внутреннего отражения

используя свойство дихроизма.

"призма Николя".

Выполнена из исландского шпата,
разрезана по диагонали

Абсолютный показатель преломления n бальзама
лежит между nе и nо :
nе < n < nо.
⇓
для обыкновенного луча
переход из первой половинки призмы
в канадский бальзам –
переход из оптически более плотной среды
(с показателем nо)
в менее плотную
(с показателем n).

претерпевать полное внутреннее отражение
на границе с бальзамом.

Для необыкновенного

.

.

.

е-луч

о-луч

.

поглощается его зачерненной нижней гранью. Необыкновенный луч
проходит через вторую

2) Дихроизм – способность некоторых двоякопреломляющих кристаллов
по-разному поглощать о- и е- лучи.
(Например, турмалин значительно сильнее поглощает о-луч.)
⇓
На выходе – снова один луч
(для турмалина е-луч).

поляриметрии
Поворот плоскости поляризации света на некоторый угол относительно прежнего

Оптическая активность свойственна веществам
с асимметричными молекулами.

Оптически активны почти все биологически функциональные молекулы.

же вещество, в зависимости от его пространственной структуры,
может

Угол поворота
плоскости поляризации раствором оптически активного вещества
определяется
законом Био:

α = [α] l C.

l слоя раствора
и концентрации С раствора".

Коэффициент пропорциональности [α]

Он численно равен
углу поворота плоскости
поляризации
слоем раствора
единичной толщины и
единичной концентрации.

Величина удельного
вращения зависит от
вида растворенного вещества (и иногда – растворителя),
температуры и
длины волны света.

основе
ПОЛЯРИМЕТРИИ –
метода определения концентрации раствора оптически активного вещества

В клинической практике чаще всего применяется «сахариметрия» – определение методом поляриметрии содержания сахара в моче.

с известной концентрацией С0 и неизвестной Сх –
наливаются

Поэтому в законе Био удельное вращение и толщина слоя вещества
одинаковы для обоих растворов.

Тогда имеем:

α0 = [α] l C0

αх = [α] l Cх

образом,
сравнение двух растворов
в методе поляриметрии
позволяет обойтись
без определения

позволяющий определять углы поворота плоскости поляризации
растворами оптически активных

Первая призма Николя – поляризатор.
Скрещенные николи
не пропускают свет
(поле зрения было бы темным).
Бикварцевая пластинка из двух разновидностей кварца – половинка право-, половинка левовращающая
(плоскость поляризации
поворачивается половинками
на один и тот же угол,
но в разные стороны).

линия – линия соединения половинок.

Раствор сахара в кювете
между

Кварцевый клин вращает плоскость поляризации в сторону, противо-положную раствору;
величина угла поворота зависит от положения клина.
Смещение клина достигается поворотом диска прибора.
При компенсации клином
поворота в растворе
восстанавливается равно-
мерная освещенность
поля зрения.