Bài giảng Vật lý đại cương 3 - Chương 5: Phân cực ánh sáng

Bài giảng Vật lý đại cương 3 - Chương 5: Phân cực ánh sáng cung cấp cho học viên các kiến thức về ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực; định lý Maluýt (Malus); phân cực ánh sáng do phản xạ và khúc xạ ánh sáng; phân cực do lưỡng chiết; sự quay mặt phẳng phân cực; các loại kính phân cực; phân cực elip, phân cực tròn;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 3 - Chương 5: Phân cực ánh sáng Bμi gi¶ng VËt lý ®¹i c−¬ng T¸c gi¶: PGS. TS §ç Ngäc UÊn ViÖn VËt lý kü thuËt Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi Ch−¬ng 5 Ph©n cùc ¸nh s¸ng ¸nh s¸ng lμ sãng ngang: dao ®éng s¸ng vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng r E r v 1. ¸nh s¸ng tù nhiªn vμ ¸nh s¸ng ph©n cùc 1. ¸nh s¸ng tù nhiªn: VÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng r E r dao ®éng theo tÊt c¶ c¸c v ph−¬ng vu«ng gãc víi tia s¸ng 1. ¸nh s¸ng ph©n cùc: Cã vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng chØ dao ®éng theo mét ph−¬ng x¸c ®Þnh gäi lμ AS ph©n cùc th¼ng hay AS ph©n cùc toμn phÇn r MÆt ph¼ng dao ®éng E r v MÆt ph¼ng ph©n cùc MÆt ph¼ng chøa ph−¬ng dao ®éng -> MÆt ph¼ng dao ®éng MÆt ph¼ng chøa tia s¸ng vμ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng dao ®éng -> MÆt ph¼ng ph©n cùc AS tù nhiªn ph©n cùc mét phÇn toμn phÇn Ph©n cùc mét phÇn: AS cã vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng dao ®éng theo mäi ph−¬ng vu«ng gãc víi tia s¸ng, nh−ng cã ph−¬ng m¹nh, ph−¬ng yÕu. AS tù nhiªn cã thÓ coi lμ tËp hîp nhiÒu AS ph©n cùc toμn phÇn dao ®éng ®Òu ®Æn theo tÊt c¶ c¸c ph−¬ng vu«ng gãc víi tia s¸ng. AS tù nhiªn qua b¶n Tuamalin (Alumini Silicorobat AlSiBO5) bÞ ph©n cùc toμn phÇn cã E dao ®éng trªn mÆt ph¼ng chøa quang trôc r E song song víiquang trôc 2.§Þnh lý Maluýt (Malus)kÝnh ph©n tÝch kÝnh ph©n cùc a2=a1 cosα α gãc gi÷a hai a1 , I1 a2 , I2 quang trôc I 2 = a = I1 cos α 2 2 2 Khi cho mét chïm tia s¸ng tù nhiªn räi qua hai b¶n tuamalin cã quang trôc hîp víi nhau gãc α th× c−êng ®é ¸nh s¸ng thu ®−îc tû lÖ víi cos2α øng dông: Dïng b¶n tuamalin kiÓm tra xem AS cã ph¶i lμ ph©n cùc hay kh«ng? KÝnh chèng n¾ng, trong dông cô quang häc. 2. Ph©n cùc AS do ph¶n x¹ vμ khóc x¹ AS kh«ng khÝ Tia ph¶n x¹ vμ tia khóc i1 x¹ ph©n cùc mét phÇn t¨ng i1 møc ®é ph©n cùc thuû tinh cña tia ph¶n x¹ thay ®æi, khi i1=iB tia ph¶n x¹ tgiB=n21 ph©n cùc toμn phÇn n21 lμ chiÕt suÊt tû ®èi gi÷a 2 m«i tr−êng iB lμ gãc Briut¬ 78o08 4.BPh©n cùc do l−ìng chiÕt 1 TÝnh l−ìng chiÕt cña tinh thÓ: D o 101 52 ’ A C1 Tinh thÓ cã tÝnh dÞ h−íng -> Khi C A1 chiÕu 1 tia vμo TT thu ®−îc 2 tia B D1 truyÒn qua: L−ìng chiÕt TT b¨ng lan NÕu chiÕu tia s¸ng däc theo Thoi-CaCO3 quang trôc tia kh«ng bÞ A C1 t¸ch thμnh 2 tia e NÕu chiÕu tia s¸ng ⊥ABCD t¸ch thμnh tia th−êng (0) vμ C A1 0 tia bÊt th−êng (e-Kh«ng tu©n theo ®Þnh luËt khóc x¹) sin i = n 0 = const MÆt ph¼ng chøa tia th−êng vμ sin i 0 quang trôc lμ mÆt ph¼ng chÝnh sin i = n e ≠ const ChiÕt suÊt cña tinh thÓ ®èi sin i e víi 2 tia C¶ 2 tia e & 0 ®Òu ph©n cùc toμn phÇn B¨ng lan cã ne < n0 : tinh thÓ ©m, Th¹ch anh cã ne > n0 : tinh thÓ d−¬ng n0 kh«ng ®æi, ne phô thuéc vμo gãc tíi i 5. Sù quay mÆt ph¼ng ph©n cùc C¸c tinh thÓ ®¬n trôc: Th¹ch anh, NaClO3 ChiÕu tia s¸ng ph cùc däc theo quang trôc-> MÆt ph¼ng dao ®éng & MP ph©n cùc quay ®i gãc α α=[α]ρd ρ khèi l−îng riªng d [α] HÖ sè tû lÖ phô thuéc vμo λ ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm [α]=21,7 ®é.cm3/(mm.gam) ®èi víi th¹ch anh ë 200C vμ λvμng=5893A0 Tr−êng hîp c¸c chÊt v« ®Þnh h×nh: Dung dÞch cã chøa chÊt quang ho¹t nh− ®−êng, r−îu α=[α]Cd C nång ®é quang ho¹t trong dung dÞch [α]=65,6 ®é.cm3/(dm.gam) ®èi víi ®−êng Saccaro ë 200C vμ λvμng=5893A0 øng dông: ®−êng kÕ ®o nång ®é dung dÞch 6. C¸c lo¹i kÝnh ph©n cùc: c B¶n l−ìng chiÕt hÊp thô tia th−êng chØ cho tia bÊt th−êng ®i qua - b¶n tuamalin dμy cì 1mm. Mμng xenluyloit cã phñ líp polaroit cã tÝnh hÊp thô kh«ng ®Òu. d L¨ng kÝnh nicol ne < n0 nhùa canada nnh=1,55 tt l−ìng chiÕt b¨ng lan i1 nennh tia th−êng kh«ng ®i qua 7. Ph©n cùc elip, ph©n cùc trßn • Ph©n cùc th¼ng • Ph©n cùc elip: mòi vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng quay trªn elip • Ph©n cùc trßn: mòi vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng quay trªn vßng trßn Tinh thÓ l−ìng chiÕt r as ph©n cùc Ee r α Eo d Trong b¶n r tinh thÓ r l−ìng chiÕt as t¸ch thμnh 2 tia: e( E e)vμ o ( E o )cã vËn tèc kh¸c nhau. Ra khái b¶n tinh thÓ l−ìng chiÕt 2 tia e vμ o cã vËn tèc b»ng nhau nhau vμ kÕt hîp víi nhau nh− r r r 2 dao ®éng vu«ng gãc, cïng tÇn sè: E = E e + E o 2 2 x y xy 2 + 2 −2 cos Δϕ = sin Δϕ 2 a1 a 2 a 1a 2 a1=a.cosα, a2=A.sinα 2π 2π Δϕ = (L e − L o ) = ( n e − n o )d λ λ c (ne-no)d=(2k+1)λ/4 2π π Δϕ = (n e − n o )d = (2k + 1) → λ 2 2 2 elip α=46o → x y 2 + 2 =1 a1=a2 =R a1 a 2 → trßn d (ne-no)d=(2k+1)λ/2 ...