Отражение и преломление света
Поляризация света при отражении и преломлении. Сущность закона Брюстера. Влияние угла падения света на степень поляризации и интенсивность отраженного и преломленного лучей. Поляризация при двойном лучепреломлении. Характеристика анизотропии кристаллов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.04.2013 |
| Размер файла | 24,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера
Пусть на границу раздела двух диэлектриков падает луч естественного света (например, из воздуха на поверхность стеклянной пластинки). Если угол падения света отличен от нуля, то отраженный и преломлённый лучи оказываются частично поляризованными. В отражённом луче преобладают колебания, перпендикулярные к плоскости падения (на рис.1 эти колебания обозначены точками), в преломлённом луче - колебания, параллельные плоскости падения (на рис.1 они изображены двусторонними стрелками). Степень поляризации зависит от угла падения.
Рис.1. Обозначим через QБр угол, удовлетворяющий условию
tgQБр = n12, (1)
где n12 - показатель преломления второй среды относительно первой. При угле падения Q= QБр (на рис. QБр =IB) отраженный луч полностью поляризован (он содержит только колебания вектора напряженности электрического поля, перпендикулярные к плоскости падения). Степень поляризации преломленного луча при угле падения, равном углу QБр, достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризованный только частично.
Соотношение (1) носит название закона Брюстера, а угол QБр называется углом Брюстера. При падении света под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.
Степень поляризации и интенсивность отраженного и преломленного лучей при различных углах падения можно получить с помощью формул Френеля, которые выводятся из уравнений Максвелла для электромагнитного поля.
Степень поляризации преломленного луча можно значительно увеличить, если использовать многократное преломление его на границах раздела нескольких пластинок диэлектрика, сложенных в стопу.
2. Поляризация при двойном лучепреломлении. Анизотропия кристаллов
свет поляризация анизотропия кристалл
При прохождении естественного света через все прозрачные кристаллы (за исключением кристаллов, принадлежащих к кубической системе, которые оптически изотропны) наблюдается явление, получившее название двойного лучепреломления. Это явление заключается в том, что упавший на кристалл луч естественного света разделяется внутри кристалла на два линейно поляризованных луча одинаковой интенсивности, распространяющиеся с разными скоростями и в различных направлениях.
а) б)
Рис.2
Кристаллы, обладающие двойным лучепреломлением, подразделяются на одноосные и двуосные. У одноосных кристаллов один из преломленных лучей подчиняется обычному закону преломления. Он лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью к преломляющей поверхности, восстановленной в точке падения. Этот луч называется обыкновенным и обозначается буквой о. Для другого луча, который называется необыкновенным и обозначается буквой е, отношение синусов угла падения и угла преломления, не остается постоянным при изменении угла падения. Кроме того, необыкновенный луч не лежит, как правило, в одной плоскости с падающим лучом и нормалью к преломляющей поверхности. Даже при нормальном падении света на кристалл необыкновенный луч отклоняется от нормали, рис.2б. Примерами одноосных кристаллов могут служить исландский шпат, кварц и турмалин, а двуосных кристаллов - слюда, гипс. У двуосных кристаллов оба луча необыкновенные - показатели преломления для них зависят от направления распространения света в кристалле. У одноосных кристаллов имеется направление, вдоль которого обыкновенный и необыкновенный лучи распространяются не разделяясь и с одинаковой скоростью. У двуосных кристаллов имеется два таких направления. Такие направления в кристалле называются оптической осью кристалла. Оптическая ось - это определенное направление в кристалле и любая прямая, параллельная данному направлению, является оптической осью.
Любая плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением или главной плоскостью кристалла. Обычно пользуются главным сечением, проходящим через световой луч.
Обыкновенный и необыкновенный лучи полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных, направлениях (рис.2). Плоскость колебаний вектора напряженности электрического поля Е световой волны обыкновенного луча перпендикуляра к главному сечению кристалла. В необыкновенном луче колебания вектора Е совершаются в плоскости, совпадающей с главным сечением. По выходе из кристалла оба луча отличаются друг от друга только направлением поляризации.
В некоторых кристаллах один из лучей поглощается сильнее другого. Это явление называется дихроизмом. Сильным дихроизмом для видимого света обладает турмалин, в котором обыкновенный луч практически полностью поглощается на длине около 1мм. В кристаллах сульфата йодистого хинина один из лучей поглощается на пути примерно в 0,1мм. Это свойство используется для изготовления поляроидов, представляющих собой целлулоидную пленку, в которую введено большое количество одинаково ориентированных кристаллов сульфата йодистого хинина.
Явление двойного лучепреломления объясняется анизотропией кристаллов. В кристаллах некубической системы диэлектрическая проницаемость оказывается зависящей от направления. В одноосных кристаллах в направлении оптической оси и в направлениях, перпендикулярных к ней имеет различные значения и . В других направлениях имеет промежуточные значения. Поскольку показатель преломления вещества n = , следовательно, из анизотропии вытекает, что электромагнитным волнам с различными направлениями колебаний вектора Е соответствуют разные значения n. Значит, скорость световых волн зависит от направления колебаний светового вектора Е.
Одноосные кристаллы характеризуются показателями преломления обыкновенного луча n0 = c/V0 и необыкновенного луча ne = с/Vе. В зависимости от того, какая из скоростей V0 или Vе больше, различают положительные и отрицательные одноосные кристаллы. У положительных кристаллов Vе меньше V0, значит ne n0.
Ход обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле можно определить с помощью принципа Гюйгенса.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Естественный, поляризованный свет. Степень поляризации. Закон Малюса. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Поляризация при двойном лучепреломлении. Интерференция поляризованных волн. Искусственное двойное лучепреломление. Эффект Керра.
презентация [68,1 K], добавлен 18.04.2013Характеристики поляризованного света. Свойство двойного лучепреломления. Поляризация света при отражении и преломлении. Вращение плоскости поляризации. Сжатие или растяжение кристаллов. Действие магнитного поля. Угол поворота плоскости поляризации.
реферат [972,8 K], добавлен 21.03.2014Естественный и поляризованный свет, сравнительное описание и свойства. Закон Малюса и Брюстера. Поляризация при отражении, преломлении, двойном лучепреломлении. Интерференция поляризованных волн. Искусственное двойное лучепреломление. Вращение плоскости.
презентация [279,6 K], добавлен 24.09.2013Преобразование света при его падении на границу двух сред: отражение (рассеяние), пропускание (преломление), поглощение. Факторы изменения скорости света в веществах. Проявления поляризации и интерференции света. Интенсивность отраженного света.
презентация [759,5 K], добавлен 26.10.2013Поляризация при отражении и преломлении. Интерференция поляризованного света. Эллиптическая и круговая поляризация электромагнитной волны. Прохождение линейно поляризованного света лазера через вращающийся поляроид. Явление искусственной анизотропии.
презентация [4,0 M], добавлен 07.03.2016Отклонение лучей призмой. Линзы, их элементы и характеристики. Интерференция света и условия интерференционных максимумов и минимумов. Получение когерентных пучков. Дифракция света и построение зон Френеля. Поляризация света при отражении и преломлении.
реферат [911,7 K], добавлен 12.02.2016Сущность и области применения в науке и технике поляризации света. Закон Малюса, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами.
реферат [490,8 K], добавлен 01.09.2014Физический механизм рассеяния отдельной частицей. Взаимное усиление или подавление рассеянных волн. Многократное рассеивание света. Полная интенсивность рассеяния скоплением частиц. Поляризация света при рассеянии. Применение поляризованного света.
курсовая работа [283,2 K], добавлен 05.06.2015Свойства света, его физическая природа и взаимодействие с веществом. Получение изображений точечных источников света и протяженных предметов. Закон отражения, нахождение изображений при отражении света от различных типов зеркал. Закон преломление света.
реферат [59,4 K], добавлен 26.04.2010Видимое излучение и теплопередача. Естественные, искусственные люминесцирующие и тепловые источники света. Отражение и преломление света. Тень, полутень и световой луч. Лунное и солнечное затмения. Поглощение энергии телами. Изменение скорости света.
презентация [399,4 K], добавлен 27.12.2011Методические особенности изучения темы "Поляризация света" в школьном курсе физики. План-конспект урока по соответствующей тематике. Задачи для самостоятельного решения. Описание демонстрационных опытов, порядок их проведения и оценка результатов.
курсовая работа [111,8 K], добавлен 01.07.2014Что такое оптика? Ее виды и роль в развитии современной физики. Явления, связанные с отражением света. Зависимость коэффициента отражения от угла падения света. Защитные стёкла. Явления, связанные с преломлением света. Радуга, мираж, полярные сияния.
реферат [3,1 M], добавлен 01.06.2010Графики зависимости модулей и фаз коэффициентов от угла падения волны света. Дисперсионное уравнение четырехслойной волноводной структуры для случаев, когда плоская волна света в слое имеет ТЕ- и ТМ-поляризацию. Общая характеристическая матрица.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 15.11.2013Поперечность электромагнитных волн. Примеры различных поляризаций светового луча при различных разностях фаз между взаимно перпендикулярными компонентами. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами. Применение закона Этьенна Малюса.
реферат [489,6 K], добавлен 11.08.2014Вращение плоскости поляризации света и естественная циркулярная анизотропия. Дополнительный поворот плоскости поляризации света. Явление намагничивания диэлектриков, помещаемых во вращающееся электрическое поле. Намагничивание изотропной среды.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 13.03.2014Изучение явлений интерференции и дифракции. Экспериментальные факты, свидетельствующие о поперечности световых волн. Вывод о существовании электромагнитных волн, электромагнитная теория света. Пространственная структура эллиптически-поляризованной волны.
презентация [485,0 K], добавлен 11.12.2009Компакт-диск как дифракционная решетка. Компакт-диск – зонная пластинка. Фокусирующее действие компакт-диска. Наблюдения в монохроматическом и белом свете. Дифракция света. Поляризация света. Проверка закона Малюса.
лабораторная работа [274,5 K], добавлен 19.07.2007Особенности физики света и волновых явлений. Анализ некоторых наблюдений человека за свойствами света. Сущность законов геометрической оптики (прямолинейное распространение света, законы отражения и преломления света), основные светотехнические величины.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.10.2012Электромагнитная природа света. Понятие поперечности световых волн. Поляризация света, практическое использование полученных знаний при работе с сахариметром. Теоретическая основа использования поляризованного света при микроскопических исследованиях.
методичка [168,1 K], добавлен 30.04.2014Волновые свойства света: дисперсия, интерференция, дифракция, поляризация. Опыт Юнга. Квантовые свойства света: фотоэффект, эффект Комптона. Закономерности теплового излучения тел, фотоэлектрического эффекта.
реферат [132,9 K], добавлен 30.10.2006
