Презентация на тему "Поляризация света"

Поляризация света

11 класс

Этьен Луи Малюс (23.07.1775–24.02.1812) 1808 г .

• Открыл явление поляризации света и ввел этот термин

Поляризация доказывает, что свет является поперечной волной

Впервые догадку о поперечности световых волн высказал Т. Юнг (1816 г.)

О. Френель , независимо от Юнга, также выдвинул концепцию поперечности световых волн, обосновал ее многочисленными экспериментами и создал теорию двойного лучепреломления света в кристаллах

Прохождение света через кристалл исландского шпата (двойное лучепреломление) Кристалл исландского шпата обладает свойством раздваивать падающий луч света. Явление было открыто в 1647 г. Бартолином. Колебание вектора Е в двух лучах происходит во взаимно перпендикулярных направлениях.

В середине 60-х годов XIX века Максвелл сделал вывод о том, что свет – это электромагнитные волны. Этот вывод был сделан на основе совпадения известного значения скорости света со скоростью распространения предсказанных Максвеллом электромагнитных волн. В электромагнитной волне вектора Е и В перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны S

Двойное лучепреломление

Из колебаний всевозможных направлений узкий ящик пропускает колебания в одной определенной плоскости, в результате из ящика выходит поляризованная волна

В 1809 году французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный его именем. В опытах Малюса свет последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина (прозрачное кристаллическое вещество зеленоватой окраски). Пластинки могли поворачиваться друг относительно друга на угол φ

Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной cos 2  φ

Закон Малюса

• Если естественный свет проходит через два последовательно установленных кристалла турмалина, то интенсивность прошедшего света зависит от угла Δφ между разрешенными направлениями обоих поляроидов:

Закон Малюса

Если колебание вектора напряженности электрического поля Е, совпадает с плоскостью кристалла турмалина S, то волна проходит через него

Естественный свет ,

• создаваемый Солнцем или другими источниками света, представляет собой совокупность световых волн,
• т. е. является результирующей электромагнитных волн, излучаемых огромным количеством разных атомов светящегося тела

• Атомы беспрерывно изменяют свою пространственную ориентацию,
• т. е. меняют направление колебаний вектора напряженности электрического поля Е результирующей световой волны

• Таким образом в таком свете колебания вектора Е происходят по всем направлениям (в секунду вектор Е много миллиардов раз меняет направление своих колебаний), перпендикулярным распространению волны, поэтому естественный свет является неполяризованным

Е

Поляроид

• С помощью поляроида можно получить световые лучи, у которых вектор Е будет колебаться в одном единственном направлении, такие лучи называются поляризованными
• Кристалл турмалина – поляроид
• Поляроид представляет собой тонкую пленку кристаллов гепатита

• Поляроид пропускает лишь ту часть падающего света, в которой электрический вектор Е ориентирован параллельно оси (y / y) поляроида

• В результате свет из естественного превращается в линейно-поляризованный, у которого вектор Е во всех точках совершает колебания параллельно одному направлению y / y

Поляризация света -

• процесс ориентации колебаний вектора напряженности электрического поля Е световой волны в определенном направлении

Прохождение естественного света последовательно через два идеальных поляроида П 1 и П 2 , пропускающий только тот свет, у которого вектор напряженности электрического поля Е составляет с вертикалью угол φ. Первый поляроид играет роль поляризатора. Он превращает естественный свет в линейно-поляризованный. Второй поляроид служит для анализа падающего на него света, он называется анализатором.

Опыты с турмалином

Поляризация света при отражении

• Отраженный луч частично поляризован
• Отраженные лучи вызывают блики
• При повороте поляроида, так чтобы угол между плоскостью поляризации отраженных лучей, дающий блик, и плоскостью поляроида, составлял 90 0 , то степень поляризации светового луча достигает минимума, блик исчезает
• Затем, при дальнейшем повороте поляроида, до угла 0 0 , степень поляризации начинает возрастать до появления блика, - отраженный луч становится полностью поляризованным

При повороте поляроидов, так чтобы угол между плоскостью поляризации составлял 90 0 , то степень поляризации светового луча достигает минимума, блик исчезает, экран затемняется

При повороте поляроидов на 0 0 , степень поляризации достигает максимума и экран освещается, тогда блик снова появляется - отраженный луч становится полностью поляризованным

Гашение светимости экрана

Усиление светимости экрана