Салькеева, А. К. и др
§ 1.12 Жарық поляризациясы
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
оптика, онлайн библиотека
- Бұл бет үшін навигация:
- § 1.13 Екі диэлектрик шекарасынағы шағылу және сыну кезіндегі поляризация
- стопа
| § 1.12 Жарық поляризациясы
Табиғи және поляризацияланған жарық Максвелл теориясының нәтижесінде жарық поперечный екенін білеміз: электр және магнит өрістерінің кернеуліктері бір-біріне перпендикуляр және толқын бағытына да перпендикуляр тербеледі. Көбінесе барлық тұжырымдамалар жарық векторы – электр өрісінің кернеулік веторы маңайында тұжырымдаланады. Өйткені, жарық затқа әсер еткенде электрондарға әсер ететін толқынның электр өрісі шешуші роль атқарады. Табиғи жарықтағы тербелістер сәулеге әрқашан перпендикуляр, бірақ әр түрлі бағытта болады. Жарық дегеніміз көптеген атомдардың электромагниттік жарықтануының жиынтығы. Атомдар жарық тоқынын бір-біріне тәуелсіз шығарады, сондықтан денеден толық жарық толқыны оның векторының теңықтималды кез-келген тербелісімен сипатталады. Табиғи жарық - (сәйкесінше,) векторының теңықтималды кез-келген ориентациясы бар жарық. Поляризацияланған жарық - векторының тербелісі белгілі бір тәртіппен реттелген жарық. Егер жарық векторының тербелісі бір ғана жазықтықта өтсе, онда жарық жазық поляризацияланған деп аталады. Егер жарықта векторының тербелісінің басым (бірақ барлық емес) бөлігі бірдей бағытталса, онда оны поляризацияланған деп атайды. 24 - сурет Жазық поляризацияланған жарық векторының тербеліс бағыты арқылы өтетін жазықтық пен осы толқынның таралу бағыты поляризация жазықтығы деп аталады.
мұндағы Р= поляризация дәрежесі; Імах және Імін – анализатор арқылы өтетін жеке поляризацияланған жарықтың сәйкесінше максимал және минимал интенсивтілігі. Табиғи жарық үшін Імах=Імін, сәйкесінше Р=0; жазық поляризацияланған үшін Імін =0, сондықтан Р=1. Табиғи жарықты жазық поляризацияланға поляризатор арқылы түрлендіруге болады. Поляризатор – жарықты бір ғана жазықтыа өткізетін құрылғы. векторының тербелісіне қатысты анизатропты орталар(мысалы, кристаллдар) поляризатор ретінде қолданыла алады. Табиғи кристалдардың ішінде поляризатор ретінде турмалин қолданылады. Турмалин – жасылша келген мөлдір кристалл. Турмалинмен жасалған класикалық тәжиребені қарастырайық. Т1 турмалин пластинкасы ОО’ оптикалық осіне паралель орналассын. Табиғи жарық осы пластинкаға перпендикуляр түссін. Егер Т1 кристалды сәуле бағыты бойында айналдырсақ, турмалин арқылы өткен жарық интенсивтіліг еш өзгеріске ұшырамайды. Ал егер сәуле жолында екінші Т2 турмалин пластинкасын қойып, оны сәуле бағыты бойында айналдырсақ, онда пластинкалардан өткен жарық интенсивтілігі кристалдардың оптикалық остері арасындағы бұрыш α-ға тәуелді болады және ол Малюс заңы бойынша анықталады:
I және I0 - сәкесінше екінші кристалға түскендегі және шыққандағы жарық интенсивтіліктері. Егер α=π/2(пластинкалардың оптикалық остері перпендикуляр), жарық толықтай өшеді. Ал егер α=0(пластинкалардың оптикалық остері паралель), жарық интенсивтіліг максимум мәніне ие болады. 234суреттен көріп отырғанымыздай, Т2 пластинкасынан өткен жарықтық тербелістер амплитудасы сол пластинкаға түскен 0 тербеліс амплитудасынан аз болады:
Турмалинмен жасалған тәжиребені келесі түрде түсіндіруге болады. Бірінші пластинка белгілі бір бір бағыттағы ғана жарықты өткізеді (суретте АВ сызығы). Бұл кезде табиғи жарық жазық поляризацияланғанға түрленеді. Екінші пластинка, ориентациясына байланысты, проляризацияланған жарықтың көп не аз бөлігін өткізеді, ол екінші турмалин осіне паралелль . 25 - сурет Компонентіне сай келеді. Т1пластинкасын поляризатор, ал Т2 пластинкасын анализатор дейді. Бұл атаулар тек пластинкалар қызметін анықтайды, оларды орындарымен ауыстыра беруге болады. Бас жазықтықтары α бұрыш жасайтын екі поляризатордан табиғи жарық өткізсек, біріншісінен шығатын жазық поляризацияланған жарық интенсивтілігі I0= ½ Iтаб. –ге тең, ал екіншісінен өткен жарық интенсивтіліг I=I0cos2α –ға тең болады. Бұдан шығатыны, екі поляризатордан өткен интенсивтілік:
онда Iмах= ½ Iтаб. – поляризаторлар паралелль. Соңғы жылдары жарықты поляризациялау үшін поляроидтар(поляризациялау фильтрлері) кеңінен қолданып жүр. Поляроид - герапатит кристалдары сияқты көптеген ұсақ қолдан жасалған кристалдар-поляризаторлармен толтырылған, қалыңдығы шамамен 0,1мм. болатын мөлдір полимер пленка. Дайындау кезінде герапатит кристалдарының оптикалық остері бір бағытта тураланады. Поляроидтық пленка салыстырмалы түрде арзан, өте икем, үлкен ауданға ие және көрінетін жарықтың барлық толқындарын шамамен бірдей (аз) мөлшерде жұтады. Поляроид қолданысының мысалы ретінде оның автокөліктердегі қолданысын атауға болады. Көліктің алдыңғы терезесі мен фарларының шынысына өзара паралелль және көкжиекпен 450 жасайтын поляроидтық пленкалар жапсырылады. Сонда алдыңғы терезенің оптикалық осі қарсы келе жатқан көлік фарларының оптикалық осіне перпендикуляр болады. Маюс заңына сәйкес фарлардың поляризацияланған жарығы қарсы келе жатқан көлік терезесінен өтпейді. Нәтижесінде, жүргізушіге қарсы келе жатқан көлік жарығы кедергі келтірмейді. § 1.13 Екі диэлектрик шекарасынағы шағылу және сыну кезіндегі поляризация Айталық, табиғи жарық екі диэлектрик шекарасына(мысалға, ауа мен шыны) түссін. Жарықтың бір бөлігі шағылса, қалғаны сынп, екінші ортада тарайды. Егер түсу бұрышы 0-ге тең болмаса, онда шағылған және сынған сәуле чатичнополярзованный болады. Шағылған сәуледе түсу жазықтығына перпендикуляр, ал сынғанда паралелль тербелістер басым болады. Поляризациялау дәрежесі түсу бұрышы мен сыну көрсеткішіне тәуелді болады. Шотландия физигі Д.Брюстер шағылған жарықтың толық поляризациялану заңдылығын анықтады. Ол үшін түсу бұрышы ib
шартына сай келуі керек. Мұндағы n12 – екінші ортаның біріншіге қатысты сыну көрсеткіші. Бұл жағдайда, шағылған сәуленің барлық тербелістері түсу жазықтығына перпендикуляр. ib бұрышы Брюстер бұрышы немесе толық поляризациялану бұрышы деп аталады. 26 - сурет Жарық Брюстер бұрышымен түссе, онда шағылған және сынған сәуле өзара ерпендикуляр. Мұны оңай тексеруге болады: - сыну бұрышы; бұдан шығатыны = . Нәтижесінде, +=π/2 Поляризациялану дәрежесін өте көл көбейтуге болады. Ол үшін жарықты шекараға Брюстер бұрышымен түсіріп, көп рет сындыру керек. Егер, мысалға, шыны үшін (n=1,53) поляризациялану дәрежесі≈15%-ға тең болса, 8-10 шыны пластинкасын біріктіргеннен кейін мұндай системадан өткен жарық шамамен толық поляризацияланады. Осындай пластинкалар жиыны стопа деп аталады. Стопа поляризацияланған жарықтың шағылғанын да, сынғанын да сұрыптау үшін қолданылады. жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|