Phân cực ánh sáng | Bài giảng môn Vật lý đại cương 3 | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Phân cực ánh sáng | Bài giảng môn Vật lý đại cương 3 | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tài liệu gồm 25 trang giúp bạn tham khảo ôn tập đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem.

9 5 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Vật lý đại cương

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

14 trang 1 tháng trước

Tác giả:

Profile Trịnh Thảo Anh
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
E
r
v
r
1. ¸nh s¸ng tù nhiªn vμ ¸nh s¸ng ph©n cùc
1. ¸nh s¸ng tù nhiªn:
VÐc t¬ c−êng®é®iÖntr−êng
dao ®éng theo tÊt c¶ c¸c
ph−¬ng vu«ng gãc víi tia
s¸ng
E
r
v
r
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
E
r
v
r
MÆt ph¼ng chøa ph−¬ng dao ®éng -> MÆt ph¼ng
dao ®éng
MÆt ph¼ng dao ®éng
MÆt ph¼ng ph©n cùc
MÆt ph¼ng chøa tia s¸ng vμ vu«ng gãc víi mÆt
ph¼ng dao ®éng -> MÆt ph¼ng ph©n cùc
ph©n cùc mét phÇn toμn phÇnAS tù nhiªn
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 AlSiBO
5
) bÞ ph©n cùc toμn phÇn cã
E dao ®éng trªn mÆt ph¼ng chøa quang trôc
E
r
song song víiquang trôc
2.§Þnh lý Maluýt (Malus)
a
1
, I
1
a
2
, I
2
a
2
=a
1
cosα
α gãc gi÷a hai
quang trôc
α==
2
1
2
22
cosIaI
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¸nhs¸ngthu®−îc tû lÖ víi cos
2
α
kÝnh ph©n tÝch
kÝnh ph©n cùc
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
t¨ng i
1
møc ®é ph©n cùc
cña tia ph¶n x¹ thay ®æi,
khi i
1
=i
B
tia ph¶n x¹
ph©n cùc toμn phÇn
kh«ng khÝ
thuû tinh
Tia ph¶n x¹ vμ tia khóc
x¹ ph©n cùc mét phÇn
i
1
tgi
B
=n
21
n
21
lμ chiÕt suÊt tû ®èi gi÷a 2 m«i tr−êng
i
B
lμ gãc Briut¬
4. Ph©n cùc do l−ìng chiÕt
TÝnh l−ìng chiÕt cña tinh thÓ:
Tinh thÓ cã tÝnh dÞ h−íng -> Khi
chiÕu 1 tia vμoTT thu®−îc 2 tia
truyÒn qua: L−ìng chiÕt
TT b¨ng lan
Thoi-CaCO
3
78
o
08
101
o
52
’
B
1
A
1
D
1
C
1
D
C
B
A
A
C
1
A
1
C
NÕu chiÕu tia s¸ng däc theo
quang trôc tia kh«ng bÞ
t¸ch thμnh 2 tia
NÕu chiÕu tia s¸ng ⊥ABCD
t¸ch thμnh tia th−êng (0) vμ
tia bÊt th−êng (e-Kh«ng
tu©n theo ®Þnh luËt khóc x¹)
0
e
constn
isin
isin
0
0
==
constn
isin
isin
e
e
≠=
MÆt ph¼ng chøa tia th−êng vμ
quang trôc lμ mÆt ph¼ng chÝnh
C¶ 2 tia e & 0 ®Òu ph©n cùc toμn phÇn
B¨ng lan cã n
e
< n
0
: tinh thÓ ©m,
Th¹ch anhcãn
e
> n
0
: tinh thÓ d−¬ng
n
0
kh«ng ®æi, n
e
phô thuéc vμogãctíii
ChiÕt suÊt cña tinh thÓ ®èi
víi 2 tia
5. Sù quay mÆt ph¼ng ph©n cùc
C¸c tinh thÓ ®¬n trôc: Th¹ch anh, NaClO
3
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
d
ρ khèi l−îng riªng
[α] HÖ sè tû lÖ phô thuéc vμo
®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm
[α]=21,7 ®é.cm
3
/(mm.gam)
®èi víi th¹ch anh ë 20
0
C vμ λ
vμng
=5893A
0
λ
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.cm
3
/(dm.gam) ®èi víi ®−êng
Saccaro ë 20
0
C vμ λ
vμng
=5893A
0
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 dμycì1mm.
Mμng xenluyloit cã phñ líp polaroit cã tÝnh hÊp
thô kh«ng ®Òu.
d L¨ng kÝnh nicol
tt l−ìng chiÕt b¨ng lan
tt l−ìng chiÕt
b¨ng lan
nhùa canada n
nh
=1,55
n
0
>n
nh
tia th−êng
kh«ng ®i qua
n
e
<n
nh
tia bÊt th−êng
®i qua
i
1
i
1
n
e
< n
0
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
α
o
E
r
e
E
r
Tinh thÓ l−ìng chiÕt
d
as ph©n cùc
Trong b¶n tinh thÓ l−ìng chiÕt as t¸ch thμnh 2
tia: e( )vμ o ( )cã vËn tèc kh¸c nhau.
e
E
r
o
E
r
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−
2 dao ®éng vu«ng gãc, cïng tÇn sè:
oe
EEE
r
r
r
+=
d)nn(
2
)LL(
2
oeoe
−
λ
π
=−
λ
π
=ϕΔ
ϕΔ=ϕΔ−+
2
21
2
2
2
2
1
2
sincos
aa
xy
2
a
y
a
x
a
1
=a.cosα, a
2
=A.sinα
c (n
e
-n
o
)d=(2k+1)λ/4
2
)1k2(d)nn(
2
oe
π
+=−
λ
π
=ϕΔ
1
a
y
a
x
2
2
2
2
1
2
=+
elip
→
α=46
o
→
a
1
=a
2
=R
→ trßn
→
d (n
e
-n
o
)d=(2k+1)λ/2
π+=−
λ
π
=ϕΔ )1k2(d)nn(
2
oe
0
a
y
a
x
21
=+
®o¹n th¼ng
→
e (n
e
-n
o
)d=kλ
π=−
λ
π
=ϕΔ k2d)nn(
2
oe
0
a
y
a
x
21
=−
®o¹n th¼ng
x
x
y
y
-a
2
a
1
-a
1
a
1
-a
1
-a
2
a
2
a
2
| 1/14
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

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 rE rv
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 rE 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 rv 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 AlSiBO ) bÞ ph©n cùc toμn phÇn cã 5
E dao ®éng trªn mÆt ph¼ng chøa quang trôc rE song song víiquang trôc
2.§Þnh lý Maluýt (Malus)kÝnh ph©n tÝch kÝnh ph©n cùc a =a cosα 2 1 α gãc gi÷a hai a , I a , I quang trôc 1 1 2 2 I = 2 a = 2 I cos α 2 2 1
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 i møc ®é ph©n cùc 1 thuû tinh
cña tia ph¶n x¹ thay ®æi, khi i =i tia ph¶n x¹ 1 B tgi =n ph©n cùc toμn phÇn B 21 n
lμ chiÕt suÊt tû ®èi gi÷a 2 m«i tr−êng 21 i lμ gãc Briut¬ B
4. Ph©n cùc do l−ìng chiÕt 78o08 B1 D
TÝnh l−ìng chiÕt cña tinh thÓ:
101o52’Tinh thÓ cã tÝnh dÞ h−íng -> Khi A C1 C A
chiÕu 1 tia vμo TT thu ®−îc 2 tia 1 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 NÕu chiÕu tia s¸ng ⊥ABCD
e t¸ch thμnh tia th−êng (0) vμ C A 0 tia bÊt th−êng (e-Kh«ng 1
tu©n theo ®Þnh luËt khóc x¹)
sin i = n = const MÆt ph¼ng chøa tia th−êng vμ sin i 0 0
quang trôc lμ mÆt ph¼ng chÝnh
sin i = n ≠ const ChiÕt suÊt cña tinh thÓ ®èi sin i e e víi 2 tia
C¶ 2 tia e & 0 ®Òu ph©n cùc toμn phÇn
B¨ng lan cã n < n : tinh thÓ ©m, e 0
Th¹ch anh cã n > n : tinh thÓ d−¬ng e 0
n kh«ng ®æi, n phô thuéc vμo gãc tíi i 0 e
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 ρ =[α]ρd 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 λ =5893A0 vμng
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 λ =5893A0 vμng
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 n < n e 0 nhùa canada n =1,55 nh tt l−ìng chiÕt b¨ng lan i1 n e nh i1 tt l−ìng chiÕt ®i qua b¨ng lan n >n tia th−êng 0 nh 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 α Ee rEo d
Trong b¶n tinh thÓ l−ìng chiÕt as t¸ch thμnh 2 r r tia: e( )v E E e μ o ( )cã o 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 cos ϕ Δ = 2 sin ϕ Δ 2 2 a a a a 1 2 1 2 a =a.cosα, a =A.sinα 2π 2π 1 2 ϕ Δ = (L − L ) = (n − n )d e o e o λ λ c (n -n )d=(2k+1)λ/4 e o 2π π ϕ Δ = (n − n )d = (2k + ) 1 e o → λ 2 elip x2 y2 α=46o → + = 1 a 2 a 2 a =a =R 1 2 1 2 → trßn d (n -n )d=(2k+1)λ/2 2π e o ϕ Δ = (n − n )d = (2k + ) 1 π λ e o → x y y + = 0 ®o¹n th¼ng a2 a a 1 2 -a a x 1 1 -a2 2π e (n -n )d=kλ ϕ Δ = (n − n )d = 2 π k e o λ e o y a → x y 2 − = 0 ®o¹n th¼ng a a -a a 1 2 1 1 x -a2