kutuplanma polar zasyon n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
KUTUPLANMA(POLAR?ZASYON) PowerPoint Presentation
Download Presentation
KUTUPLANMA(POLAR?ZASYON)

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 36

KUTUPLANMA(POLAR?ZASYON) - PowerPoint PPT Presentation


  • 1482 Views
  • Uploaded on

KUTUPLANMA(POLARİZASYON). NESRULLAH EDİZER 030214008.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'KUTUPLANMA(POLAR?ZASYON)' - Jimmy


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
kutuplanma polar zasyon
KUTUPLANMA(POLARİZASYON)

NESRULLAH EDİZER

030214008

slide2

KUTUPLANMA(POLARİZASYON) Bir elektromagnetik dalganın elektrik alan vektörünün doğrultusudur.Polarize görüntü mozaiği ışık hareket eden bir dalga veya titreşimdir.Yani ışık kendi doğrultusunda giderken aşağı yukarı,sağa sola hareket eder. Polarize eden ,yani kutuplaştıran filtreler ise ışığın sadece bir yönde titreşen dalgalarının geçmesine izin verir.Işığın böyle tek yönlü titreştirilmesine polarizasyon (kutuplaştırma) adı verilir.Elektromagnetik dalgalar yatay, düşey, dairesel ve eliptik polarizasyonlu olabilirler yani kutuplaştırılabilirler.

slide3
Işığın polarize olması doğal bir özelliğidir, ancak mikroskopide bu özellik yapay olarak arttırılır.

Bir ışık demeti değişik frekanslarda dalgalar içerir ve bunlar arasında olası faz ilişkileri ve her düzlemde titreşim görülebilir. Işık dalgalarının titreşimi yalnızca bir düzlemde kısıtlanırsa buna polarize edilmiş düzlem denir.

slide4
KUTUPLANMA ÇEŞİTLERİ 1- Doğrusal Kutuplanma ( Düzlemsel Kutuplanma ) Burda dalgalar ölçüleceği gözlem düzlemine doğru ilerlerler .Bu düzlemde ,tek bir E bileşkesinin ,eğik bir doğru boyunca zamanla harmonik olarak titreştiği düşünülebilir.E alanı bir dalga ekseni boyunca bir dalga boyu yol aldığında tam bir titreşim devri yapar .Bu toplama işleminin aynı şekilde terside yapılabilir ,yani bir düzlem kutuplu dalga birbirine dik iki bileşene ayrılabilir . 2- Dairesel KutuplanmaDairesel kutuplanmada elektrik vektörü ,dalga yol alırken ilerleme ekseni çevresinde döner .Kendine doğru gelen dalgaya bakan ( kaynağa doğru bakan ) bir gözlemciye ,E bileşke elektrik alan vektörünün saat göstergelerinin dönüş yönünde w açısal frekansıyla döndüğü görülür .Böyle bir dalgaya sağ dairesel kutuplu veya genellikle sağ dairesel ışık denir .Tersi oluyorsa genlik değişmemek üzere E saat göstergelerinin dönme yönünün tersine döner ve dalgaya sol dairesel kutuplu denir . 3- Eliptik Kutuplanma Matematiksel anlatım bakımından ,doğrusal ve dairesel kutuplu ışık ,eliptik kutuplu ışığın veya daha kısa ifadeyle eliptik ışığın özel halleri olarak düşünülebilir .Bunun anlamı E bileşke elektrik alan vektörünün genelde hem dönmesi hem de büyüklüğünün değişmesidir.
slide5
Acaba polarize adı nereden gelmiştir.Bu fiziksel olaya 1808 yılında ilk olarak bir ad verildiği zaman ,bunu bulan Fransız mühendis Malus , ışığın niteliği hakkında yanlış bir teoriye saplanmıştı.O ışığın bir mıknatıs kutupları(polleri) olan parçacıklardan oluştuğunu sanıyor bir kristalden çıkan ışığın bütün kutuplarının bir doğrultuda sıralanmış olduğunu zannediyordu.Bunun sonradan yanlış olduğu anlaşıldı ,fakat artık ad o kadar esaslı yerleşmişti ki ,bir daha değiştirilemedi.
slide6

Polarize Olmamış

Yarı Polarize Olmuş

Elektrik alan içerisinde etkiye uğramamış

Tamamen Polarize Olmuş

i i in kutuplanmasi polar zasyonu
IŞIĞIN KUTUPLANMASI(POLARİZASYONU)

Işığın kutuplanması enine dalga olayının bir ispatıdır.

Maxwell teorisinden biliyoruz ki ışık elektromanyetik bir dalgadır ve elektrik ve magnetik vektörleri yayılma istikametine dik olarak titreşirler.

slide8
Elektromagnetik dalganın yayılımının elektrik ve magnetik vektör alanlarının durumu aşağıdaki şekilden daha iyi anlaşılabilir.
i k dikey olarak 2 tip polarizasyona sahiptir
Işık dikey olarak 2 tip polarizasyona sahiptir

X-Z ekseni boyunca alçalıp

yükselen sinüsoyidal eğri

Z ekseni boyunca burayı

merkez alarak x-y eksen-

lerinde spiral yapan eğri

Y-Z eksenleri boyunca al-

çalıp yükselen sinüsoyidal

eğri

polarize olmam ktan polarize k elde etmenin 4 yolu vard r
Polarize olmamış ışıktan polarize ışık elde etmenin 4 yolu vardır.
  • Seçici soğurma ile polarizasyon
  • Yansıma ile polarizasyon
  • Çift kırılma ile polarizasyon
  • Saçılma ile polarizasyon
  • Optikçe aktiflik yolu ile polarizasyon
se c so urma le polar zasyon
SEÇİCİ SOĞURMA İLE POLARİZASYON

Dağınık gelen ışığı geçirme özelliğine sahip olan polaroid yönelmiş olan ışığı seçici soğurma yöntemi ile polarize eder.

POLAROID:Elektrik alan vektörü sadece bir doğrultuda titreşim yapmakta olan ışığı geçirme özelliğine sahip bir maddeye iki renkli(dichroic)madde denir.1938 debilim adamı Land bu maddeye polaroid adını vermiştir.

Kutuplanmış ışık

Polarize olmamış ışık

Polarizatör

Analizatör

slide12
Seçici soğurma ile polarizasyon yönteminde polarize olmuş ışığın şiddeti geçen genliğin karesi ile değiştiğinden geçen ışığınşiddetinin

I=Io*COS²θşeklinde değiştiği sonucuna varırız ifadedeki Io, analizöre gelen polarize dalganın şiddetidir. Bu ifadeye Malus yasası denir.

“Malus kanununa” göre, kutuplanmış ışığın şiddetinde azalma görülür.

yansima le polar zasyon
YANSIMA İLE POLARİZASYON

Yansıma yöntemi ile de kutuplanmış ışık elde edilebilir. Kutuplanmamış bir ışık demeti bir yüzeyden yansıdığınıda, yansıyan ışık ,geliş açısına bağlı olarak, ya tamamen kutuplanır ya kısmen kutuplanır veya kutuplanmaz. Eğer gelme açısı 0 veya 90 derece ise, yansımış demet kutuplanmış değildir. Fakat, geliş açısının ara değerleri için yansımış ışık bir ölçüde kutuplanır. Gerçekte sadece özel bir geliş açısı için yansımış ışık tamamen kutuplanır.

slide14

Yandaki şekilden üsteki bağıntıyı elde ederiz.

Yansıyan ve kırılan ışınların birbirine dik olma şartını sağlıyan gelme açısına “Brewster açısı” denir. Bu açının tanjantı, kıran ortamın kırılma indisine eşittir.

ft kirilma le kutuplanma
ÇİFT KIRILMA İLE KUTUPLANMA
  • Kristallerin çoğu “çift kırıcı” özelliği gösterirler. Çift kırıcılık, ışığı iki demet haline getirmektedir. Bunun sebebiyse ışığın bu kristaller içindeki her doğrultuda aynı hızla yayılmamasıdır. İkiye ayrılan ışığın her iki kısmı da kutuplanır. Gelme düzlemine, dik olarak kutuplanmış ışına normal ışın, paralel olarak kutuplanmış ışına ise extra normal ışın denir. İnce turmalin kristali levhaları bu ışınlardan birini soğurarak (emerek) diğerini geçirir. Böylece kutuplanmış ışın elde edilmiş olur. Çift kırıcı kristallerde, iki demetin birleştiği bir doğrultu bulunur. Bu doğrultuya “optik eksen” denir.
kutuplandirici c hazlar

KUTUPLANDIRICI CİHAZLAR

Işığı çizgisel kutuplanmış ışığa çevirmek için kutuplandırıcı cihazlar kullanılır. Bunlar;

1-Nicol prizması

2-Glen-foucault prizması

3- çift kırıcı prizmalar

4- Volleston prizması

5- Roşen prizması

6- İslandiya spatı

7- Camdan yapılmış prizma

8- Turmalin

9- Poleroidler

slide18
Kullanım Alanı:

Genellikle boyanmamış hücrelerin incelenmesinde kullanılmakla birlikte boyanmış yapılar için de kullanılabilir.

slide19
Günümüzde tabiî kristaller yerine, çift kırıcı ve bir demeti soğurucu (emici) plastik kutuplayıcılar kullanılmaktadır. Polaraid kutuplayıcı, Herapath isimli fizikçi tarafından 1928 yılında yapıldı, o tarihten sonra Nicol prizmaların yerine kullanıldı. Polaraid, nitroselüloz üzerine iyodokinin sülfat eriyiği sürülüp gerdirilerek elde edilir. Daha sonra iki cam arasına sıkıştırılır. Polaraid güneş gözlükleri, sadece düşey yönde kutuplanmış ışınları geçirerek gözü şiddetli ışıktan korurlar. Ayrıca, yine ışığın şiddetini azaltmak maksadı ile oto camlarında da kullanılırlar. Işığın kutuplanma özelliğinden faydalanılarak polarimetreler ve fotoesneklikle gerilim analizi çalışmaları yapılmaktadır.
sa ilma le polar zasyon
SAÇILMA İLE POLARİZASYON

Işık, gaz gibi bir parcacıklar sistemine girdiğinde, ortamdaki elektronlar ışığın bir kısmını soğurup sonra tekrar yayarlar, ışığın ortam tarafından soğurulması ve tekrar yayınlanmasına saçılma denir. Bu, dünyadaki bir gözlemciye tepeden ulaşan güneş ışığının kısmen polarize oluş nedenidir.

slide22

KUTUPLANMAMIŞ IŞIK

Hava Molekülü

Gözlemci

opt k e akt fl k
OPTİKÇE AKTİFLİK

Kutuplanmış ışığın birçok önemli uygulamaları optikce aktiflik özellik sergileyen belirli maddelerin kullanılmasını gerektirir. Bir madde geçen ışığın polarizasyon düzlemini döndürüyorsa optikçe aktiftir denir. Bir maddenin optikçe aktifliği maddeyi oluşturan moleküllerin biçimindeki simetrisizlikten kaynaklanır. Polarimetre: Maddelerin optikçe aktifliklerini ölçen cihazdır. Optikçe aktiflik, kutuplanmış, (polarılmış) ışığın, kutuplanma düzlemini değiştirmek demektir. Kuvarts, şeker eriyiği ve bazı yağlar optikçe aktiftirler (Organik maddelerin çoğu optikçe aktiftirler). Polarimetre molekül boyutlarının tayininde, konsantrasyon miktarının (derişikliğin) tayininde ve gıda maddelerinin kontrollerinde kullanılır.

f berlerde kutuplanma
FİBERLERDE KUTUPLANMA

Silindirik optik fiberler genellikle giriş ışığının kutuplanma durumunun birkaç metreden daha fazla koruyamazlar ve bu yüzden optik fiber iletimi ihtiva eden çoğu uygulamalar için optik kaynağın bir tür şiddet modülasyonu kullanılır. Bu yüzden optik işaret fiber içindeki ışık dalgasının fazına veya optik kutuplanmasına duyarlı olmayan bir fotodiyot tarafından algılanır. Bununla birlikte son zamanlarda önemli uzaklıklar boyunca giriş ışığının kutuplanma durumunun korunması gerektiren sistemler ve uygulamalar araştırılmıştır ve amaca uygun fiberler dizayn edilmiştir. Bu fiberler tek modludurlar ve kutuplanma durumunun korunması, modal çift kırıcılık olarak bilinen bir olay vasıtası ile tanımlanır.Fotodiyot:Tıkama yönündeki akımı ışıkla kontrol edilen bir yarıiletken elemanıdır.Üzerlerine düşen ışık miktarı artıkça kaçak akımların artması prensibine dayanarak yapılmışlardır.Yani ters yönde polarlandıkları zaman üzerlerine düşen ışıkla orantılı olarak kaçak akımları değişen diyotlardır.

fiber veya komponent polarizasyonun yay l m hmal edilebilir e le me
Fiber veya Komponent Polarizasyonun Yayılımı (İhmal Edilebilir Eşleşme)

Yavaş Eksen

Yavaş Eksen

Hızlı Eksen

Hızlı Eksen

modal ftkiricilik birefringence
MODALÇİFTKIRICILIK(Birefringence)
  • Öz ekseni etrafında nöminal dairesel simetriye sahip tek modlu fiberler, ortogonal kutuplanmalı iki dejenere modun yayınımına izin verirler. Bu yüzden bu tür fiberler iki modludur. HEX ve HEy . Burada prensip eksenleri olan x ve y , fiber kesitinin simetri elemanları ile belirlenir. Böylece fiber , bu iki ortogonal kutuplu modlar için etkin kırılma indislerindeki ve bundan dolayı faz hızlarındaki farklılık yüzünden çift kıran bir ortam olarak davranır. Bu yüzden modlar , fiber kesitinin anizotropisi tarafından tayin edilen farklı βx ve βy yaınım sabitlerine sahip olurlar. Fiber kesiti, z yönündeki fiber uzunluğundan bağımsız olduğu zaman, fiber için modal kırıcılık: Bf=(βx-βy)÷2π/λ=nx-ny Faz hızlarındaki fark, fiberin, z yönündeki fiber uzunluğu L ye bağlı olan ve Φ(z)= (βx-βy)L ile verilen bir Φ(z) lineer geciktirmesi sergilemesine sebep olur.Burada ,iki mod bileşeninin faz koherensinin korunduğu kabul edilmiştir. İki mod bileşeninin faz koherensi bunların geçiş zamanları arasında fark (Δt), kaynağın koherans zamanı (1/ Δf) den az olduğu zaman elde edilir. Çift- kırıcı koherensin Lbc= c÷Bfδf=λ²÷Bfδλ olmak üzere bir Lbc uzunluğu boyunca korunduğu gözlenmiştir.

Işık fiber içerisinde yayılarak ilerler, polarize olmuşbu ışık

dalgalarının yayılma hızının değişimi kullanılan malzemenin yapısına bağlı olarak değişir

slide27

Fiberin içindeki çiftkırıcılık

Hızlı Eksen

PSP

Yavaş Eksen

Prensipte varolduğu düşünülen Polarizasyon

slide28

y

Tek modluoptik bir fiberde vuru uzunluğu a) Φ(z)’ ye göre kutuplanma durumları b) fiber içinde vuru uzunluğu boyunca ışık şiddeti dağılımı.

z

x

Φ(z)=0

y

Φ(z)=π/2

x

y

Φ(z)=π

x

y

Lb

Φ(z)=3π/2

x

y

x

Φ(z)=2π

(a)

(b)

slide29
X eksenine göre 45º lik lineer kutuplanmaya sahip olarak gelen ışık, Φ=π/2 de dairesel ve Φ=π de tekrar lineer kutuplanma durumuna kavuşur.bu işlem Φ=3π/2 de bir diğer dairesel kutuplanma durumundan geçerek devam eder. Bu sürece karşılık gelen karakteristik uzunluk Lb vuru uzunluğu olarak bilinir ve Lb=λ÷Bf ile verilir. Tipik tek modlu fiberler birkaç cm lik vuru uzunluklarına sahiptirler ve uygun, görünür bölgede ışıma yapan bir kaynak kullanarak bu etki Rayleigh saçılması yoluyla bir fiber içerisinden doğrudan gözlenebilir. Rayleigh saçılması:Optik fiberlerdeki genel kaybın %96’sını oluşturan bir mekanizmadır ve ışığın dalga boyuna oranla küçük ölçekte oluşan ,rastgele yapılı homojensizlikerden kaynaklanır ve atmosferdeki saçılma dalga boyunun 4. kuvveti ters orantılı olduğundan en çok saçılma kısa dalga boylarında gerçekleşir ve bu olaydan dolayı biz gökyüzünü mavi renkte görüyoruz.
slide30
İdeal olmayan bir fiberde gerilme veya fiberin geometrisinde ve kompozisyonundaki değişimler gibi, fiber uzunluğu boyunca var olan çeşitli olumsuzluklar enerjinin bir kutuplanma durumundan diğerine aktarılmasına yol açar. Fiberin imalatı ve kablolanması sırasında kolayca oluşabildiğinden bu olumsuzluklardan kurtulmak zordur. Olumsuzluklar vuru uzunluğuna karşı gelen ve Λ = λ÷Bf ile tanımlanan bir Λ periyoduna sahip olduğu zaman bir kutuplanma durumundan diğerine enerji transferi en büyük değerindedir. Ancak olumsuzlukların periyodu, Λc kesim periyodundan (1mm civarında) daha az olduğu zaman, çapraz kutuplanma etkisi en aza indirilebilir. Böylece, kutuplanma-korumalı fiberler aşağıdaki iki duruma göre tasarlanabilir.
  • Yüksek çift-kırma : Lb=λ÷Bf uygun olarak Lb vuru uzunluğunu 1mm civarında veya daha aşağı düşürerek modal çift-kırılmanın en büyük yapılması sağlanır.
  • Düşük çift-kırma : Λ periyodlu kutuplanma çiftlenim olumsuzluklarının yapılmasıdır ki, bu durum Λc’ yi artırarak ve böylelikte daha fazla olan büyük vuru uzunlukları elde ederek başarılabilir.
fiberin i indeki n polarizasyonunu etkileyen durumlar
Fiberin içindeki ışığın polarizasyonunu etkileyen durumlar
  • Fiberin kristal yapısının bozukluğu,
  • Index of Refraction: Kırılma indeksi
  • Fiberin fiziksel olarak ezilmesi, bükülmesi, zorlanması
  • Fiberin dairesel diskler olarak bölündüğünde aynı çapı sağlayamaması
  • Hızlı ve yavaş eksenler
i k ile ilgili terimler
Işık ile ilgili terimler
  • Amplitüd, enerji gücü, ışık şiddeti ya da parlaklığı anlamındadır.
  • Dalga boyu, iki dalganın tepe noktaları arasındaki mesafedir ve ışığın rengini belirler. Dalga boyu nanometre ile ifade edilir.
  • Frekans, saniyede yayınlanan dalga sayısıdır. Aynı kaynaktan çıkan eşit frekanslı dalgalara koherent denir. Farklı kaynaktan çıkan ya da farklı frekanstaki dalgalara ise non-koherent denir.
polarizasyon mikroskobu
Polarizasyon Mikroskobu
  • Polarizasyon mikroskobu incelenen cisimlerin optik anizotropik özelliğinden yararlanarak görüntülenmesi için kullanılır. Yapıların sahip olduğu birefrejans özelliğinden yararlanır.
  • Bu amaçla mikroskop; spesimenin altında yerleşik bir polarizer ve objektiften sonra bir analizer ile yapılandırılmıştır.
slide34
Kristal yapılar,
  • Fibröz yapılar (doğal ya da artifisyel)
  • Pigment birikimleri
  • Proteinler,
  • Kemik yapı,
  • Amiloid birikimleri,

BİREFREJANS

gösterir.

slide36
KAYNAKLAR
  • • OPTİK EUGENE HECHT ( 1999 Basımı) • FİZİK II FREDERICK J. KELLER – W. EDWARD GETTYS – MALCOLM J.SKOVE • FİZİK II RAYMOND A. SERWAY – ROBERT J. BEİCHNER ( 5. BASKI ) Palme Yayıncılık, Ankara 2002. s:1235-1236 • POLARMA maddesi, Gelişim Hachette, Cilt IX, 1993, s.3284 • POLARMA maddesi, Meydan Larousse, Cilt XVI, s.167. • POLARİMETRE maddesi, Meydan Larousse, Cilt XVI, s.166. • Optik GOCA, Niftali, (çev. C. Çakır), Kültür Eğitim Vakfı Yayınları, Erzurum 1997, s: 269
  • TÜBİTAK BİLİM TEKNİK DERGİSİ
  • ONLİNEFİZİK.COM.TR
  • Fotech firmasının ürün müdürü ORKUN SARLAK
  • Doc. Dr. İLKİN ÇAVUŞOĞLU
  • FİBER OPTİK(GÖZDEN GEÇİRİLMİŞ İKİNCİ BASKI)
  • PROF.DR.SEDAT ÖZSOY