Metode pentru producerea de lumină polarizată

METODE DE OBȚINERE A lumina polarizată

Să luăm acum în considerare metode pentru producerea de lumină polarizată. Lumina emisă de diferite surse, cum ar fi solide incandescente sau gazele incandescente,

de obicei, naturale. Acest lucru se datorează faptului că sursele de lumină elementare - atomi si molecule - muta aleator și undele luminoase emise de acestea au diverse direcții vector oscilație este, prin urmare, necesar să se găsească metode de izolare a luminii polarizate natural. Enumerăm pe cele mai importante.

1. Polarizarea prin reflexie și refracție. Dacă lumina naturală (fig, IV.33, a) cade pe suprafața de reflexie a dielectric (sticlă, mică, etc ...) și la un unghi care satisface condiția lui Brewster:

unda reflectată este un indice de refracție plan).

În condițiile (1.27), fasciculul reflectat este perpendicular pe raza refractată. În vectorul de undă reflectat perpendicular pe planul de incidență, astfel încât refractate (transmisă în al doilea mediu) val de energie oscilație în planul de incidență este mai mare decât în ​​planul perpendicular și unda parțial polarizată.

Dezavantajul polarizare asupra reflecției este fracțiune mică de radiații reflectate de dielectric (de exemplu, placă de sticlă 3-5% din incidentul lumină reflectată). Prin urmare, utilizați mai multe valuri de reflexie din „Pedale“ (figura IV.33, b). Razele reflectate transporta vibratii perpendicular pe planul de incidență și raza trecând treptat „golit“ de aceste oscilații devine aproape plan polarizate (cu vectorul situată în planul de incidență).

2. Polarizarea prin dubla refracție în cristale; Nicolas prismă. Când refracției luminii la limita media anizotrope optic, cum ar fi cristale, fascicul natural este împărțit în două raze (ordinară și extraordinară) polarizate în două planuri reciproc perpendiculare (Fig. IV.34, a).

grinzi ordinare și extraordinare au viteza de propagare diferite în cristal, deci diferiți indici de refracție aceasta explică birefringența punctului de incidență pe fața prismei: în același unghi de incidență, există unghi două refracție :. Cu toate acestea grinzi polarizat ieși din cristal la un unghi mic una față de alta, ceea ce le face dificil de utilizat separat. Pentru a „dizolva“ razele, se bucură de o varietate de „prisme polarizatoare.“ Cea mai comună este prismelor Nicol; Islanda cristal spat taie două prisme (Fig. IV.34, b) care sunt lipite împreună cu Canada balsamului. Indicele de refracție al adezivului se situează între indicii de refracție a Islandei SPAR pentru razele ordinare și extraordinare (valoare nu depinde de unghiul dintre raza și axa optică a cristalului, iar valoarea minimă de 1.486).

Unghiurile ale prismei sunt alese în așa fel încât fasciculul obișnuit pe suprafața balsamului canadian cu experienta reflexiei interne totale. Cu acest naturale val lumina prismei este împărțită în două plane de undă polarizată având aproape 50% din energia incidente (în prisma pierderilor sunt mici). Să presupunem acum că prisma cade val plan polarizate. Fig. IV.35 arată fața de intrare a prismei; fascicul este incident la punctul O perpendicular pe planul desenului. Vectorul undei incidente care urmează să fie descompus în două componente :. Vector este perpendicular pe axa optică și fasciculul corespunzătoare - ordinare; vectorul său se află în planul principal și aparține raze extraordinare. Evident, în cazul în care fasciculul incident și o prismă pentru extraordinare; va avea loc fără birefringență. În cazul în care fasciculul este incident prismei și este reflectată de comună granița cu Canada balsamului; în acest caz, prin lentila în direcția înainte nu trece lumina. În cazul în care o are o valoare intermediară, apoi se trece prin polarizator singura componentă Deoarece energia undelor electromagnetice este proporțională cu pătratul vectorului electric, și de aceea a trecut prin polarizator

cuprinde energie raze extraordinare

în cazul în care energia valurilor este furnizată polarizor. Prin urmare, dacă planul luminii polarizate trece prin polarizator, trecut apoi prin energia este proporțională cu pătratul cosinusul unghiului dintre vectorul radiației de intrare și axa optică a polarizatorului (legea Malus).

Pentru anumite scopuri, utilizați cel furnizat după celelalte două, Nicolas. Originea este Nicol polarizor (alocă planul luminii polarizate din natural); a doua axă optică Nicol la un unghi a față de axa optică a primei Nicol. Prin varierea acest unghi de 90 °, se poate observa modificarea intensității luminii emergente din a doua prisma Nicol ( „analyzer“) conform (1.28).

3. Polarizarea luminii care trece prin materialul absorbind anizotrope; Polaroid. Unele materiale cristaline (turmalina, Herapath, t. E., Chinina iod sulfat, și colab.) Au o absorbție diferite pentru raze cu orientări diferite în raport cu axele acestor cristale vectori. De exemplu, grosimea plăcii turmalina la sau lângă grosimea flake herapathite aproape absorb complet razele obișnuite (care, așa cum sa arătat mai sus, vectorul perpendicular pe axa optică); razele extraordinare sunt absorbite parțial, parțial, în afara din farfurie. În cazul în care o astfel de scădere record în lumină naturală, frunzele plăcii numai extraordinară fascicul plan polarizate. Doar un lucru așa-numitele polaroid - filme celuloid care conțin anumit fel de cristale mici orientate herapathite. Trebuie amintit că aceste substanțe au o absorbție selectivă (selectivă) în raport cu diferite lungimi de undă, adică. E. Coeficientul de absorbție a acestora este dependentă de lungime de undă. Prin urmare, în cazul în care un astfel de material nu este furnizat monocromatică, dar, de exemplu, lumina alba, lumina eliberat din ele se transformă colorate, iar această culoare este diferită în diferite direcții ( „dicroismul“).