Лекция

1. Сегодня: пятница, 14 ноября 2014 г. Лекция Тема: ПОЛЯРИЗАЦИЯсвета (продолжение)

2. 2. Поляризация при двойном лучепреломлении света В 1669 г. датский ученый Эразм Бартолин В кристалле исландского шпата обнаружил, что луч внутри кристалла расщепляется на два луча Рис.

3. Один луч Рис. Геометрическая ось одна, оптических осей - много

4. Подчиняется - луч обыкновенный о Не подчиняется – необыкновенный луч е. Это явление используется для получения поляризованного света.

5. Призма Николя (николь) Это призма из исландского шпата, разрезанная по диагонали и склеенная канадским бальзамом. Цель разделить два луча. Показатель преломления канадского бальзама Луч испытывает полное внутреннее отражение

7. Двойное лучепреломление объясняется анизотропиейкристалла. Диэлектрическая проницаемость ε – зависит от направления. Например, в одноосных кристаллах диэлектрическая проницаемость в направлении оптической оси и в направлениях перпендикулярных к ней имеет разные значения.

8. Закон Малюса Скорость распространения обыкновенного луча , а необыкновенного Показатель преломления обыкновенного луча Показатель преломления необыкновенного луча

9. Закон Малюса Для анализа используют анализатор. Угол φ – угол между плоскостью поляризатора P и анализатора A. Плоскость Р и А образована оптической осью и падающим лучом

10. Интерференция поляризованного света Схема получения интерференции поляризованных лучей Основная проблема свести лучи «о» и «е» в одну плоскость и сделать их когерентными

11. Лучи о и е не являются когерентными. Поэтому в схеме применяют кристаллическую пластинку. На нее направляют необыкновенный луч. В результате в кристаллической пластинке распространяются два когерентных луча («о» и «е»). Чтобы их свести в одну плоскость, ставят анализатор. Разность хода между двумя компонентами поляризованных лучей зависит от толщины пластинки и разности показателей no и ne.

12. Искусственная анизотропия Двойное лучепреломление можно наблюдать в изотропных средах (аморфных телах), если подвергнуть их механическим нагрузкам или внести в электрическое или магнитное поле. Механическое напряжение От этого напряжения будет зависеть разность показателей преломления:

13. Помещая прозрачные фотоупругие модели между поляризатором и анализатором и подвергая их различным нагрузкам, можно изучать распределения возникающих внутренних напряжений.

14. Ячейка Керра. Рис. Свет, прошедший через кювету, поворачивает плоскость поляризации, и система становится прозрачной.

15. Величина двойного лучепреломления прямо пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля: (закон Керра). Здесь n показатель преломления вещества в отсутствии поля, , где neи no показатели преломления для необыкновенной и обыкновенной волн, k  постоянная Керра.

17. Сегодня: пятница, 14 ноября 2014 г. Тема: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА С ВЕЩЕСТВОМ Дисперсия света. Поглощение света. Излучение Вавилова-Черенкова

18. Дисперсия света Дисперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты ν(длины волн λ)света или зависимость фазовой скорости световых волн от их частоты. или

19. Угол отклонения лучей призмой тем больше, чем больше преломляющий угол призмы Лучи разных длин волн после прохождения призмы отклоняются на разные углы. Пучок белого света который за призмой разлагается в спектр, называется дисперсионным.

20. Нормальная и аномальная дисперсии Зависимости n от ν и λ Рисунок (a) Рисунок (b) В недиспергирующей среде u – групповая скорость, υ – фазовая скорость

21. Классическая теория дисперсии Дисперсия света является результатом взаимодействия электромагнитной волны с заряженными частицами, входящими в состав вещества. Из теории Максвелла гдеε – диэлектрическая проницаемость среды, функция частоты.

22. В процессе вынужденных (под действием падающей световой волны) колебаний валентных электронов с частотой ν (частота вынуждающей силы), периодически изменяются дипольные электрические моменты атомов, частота которых тоже равна ν. Следовательно, вторичныеволны, излучаемые большим числом соседних атомов, когерентны как между собой, так и с первичной волной. При сложении этих волн они интерферируют. В результате интерференции получаются все оптические явления, связанные со взаимодействием света с веществом.

23. Уравнение движения оптического электрона εсреды равна Вектор поляризации и диэлектрическая восприимчивость среды связаны так В итоге получаем для показателя преломления

24. Решение уравнения (*) дает формулу для z

25. Нормальная дисперсия Аномальная дисперсия Область сильного поглощения График функции (**). (**)

26. – интенсивность волны на входе в среду, α – коэффициент поглощения Поглощение (абсорбция света) Поглощением (абсорбцией) света называется явление потери энергии световой волной, проходящей через вещество. В соответствии с законом Бугера (П. Бугер (1698 – 1758) – французский ученый) .

27. На рис. представлена типичная зависимость коэффициента поглощения α от частоты света ν и зависимость показателя преломления n от ν в области полосы поглощения. Из рис. следует, что внутри полосы поглощения наблюдается аномальная дисперсия (n убывает с увеличением ν).

28. Излучение Вавилова-Черенкова В 1934 году П.А.Черенков,и С.Н. Вавилов, обнаружили особый вид свечения жидкости при движении свободных электронов через вещество. • Излучение Вавилова-Черенкова это излучение электрически заряженной частицы, движущейся в среде с групповой скоростью u, превышающей фазовую скорость света в этой среде

29. Особенность ИВЧ состоит в его направленности. Излучение макс. в направлении угла φ, для которо-го разность хода волн, излучаемых из 2-х точек А и Б траектории частицы такова, что имеем максимум интерференции. А Б Если частица движется быстрее, чем распространяются волны в среде, то их общая огибающая (волновая поверхность) представляет собой конус с вершиной в точке, совпадающей с мгновенным положением движущейся частицы. Нормали к образующим конуса определяют волновые векторы, т.е. направления распространения света. Угол φ, который составляет волновой вектор с направлением движения частицы, удовлетворяет соотношению: .