|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Хроматическая поляризация |
 | |
Анимация
Описание
Хроматическая поляризация света (название неудачное, правильнее было бы сказать “поляризационное окрашивание”) - это явление, состоящее в окрашивании исходно белого света, прошедшего через два скрещенных поляризатора и помещенный между ними одноосный кристалл, ось которого нормальна к направлению распространения света, и составляет отличный от прямого угол с осями поляризаторов. Сразу оговоримся, что последний угол влияет только на суммарную интенсивность прошедшего света, но не его спектр. Эта интенсивность максимальна при 45-градусном угле между осью кристалла и осями поляризаторов - так что в дальнейшем для простоты обсуждается именно этот случай.
Эффект целиком основан на изменении состояния поляризации излучения при его распространении в одноосном кристалле (см. также эффекты 503015, 503016). Это изменение качественно продемонстрировано на рис. 1.
Распространение света в двулучепреломляющей среде, помещенной между скрещенными поляризатором и анализатором
Рис. 1
Направление осей поляризатора и анализатора показано стрелками Р и А соответственно.
Еi,t - соответственно падающая на среду и прошедшая через среду волны (прошедшая линейно поляризована как показано на рисунке лишь в частном случае, когда толщина среды соответствует полуволновой пластинке);
Ео,е - обыкновенная и необыкновенная поляризационные компоненты волны в среде;
n - оптическая ось среды;
волна распространяется перпендикулярно плоскости рисунка “от нас”.
При нулевой анизотропии показателя преломления Dn или нулевой толщине L одноосной среды между поляризаторами (то есть, проще говоря, при ее отсутствии или изотропии) коэффициент пропускания такой системы строгий ноль, Т=0. При ненулевой анизотропии фазового набега в кристалле j=2pDnL/l легко показать, что коэффициент пропускания системы (в случае поляризаторов, пропускающих “правильную” поляризационную компоненту без ослабления) равен:
. (1)
На рис. 2 представлены спектральные зависимости коэффициента пропускания системы для нескольких значений анизотропии оптической толщины кристалла d=DnL.
Спектральные зависимости коэфициента пропускания для трех различных значений анизотропии оптической толщины кристалла
Рис. 2
Интервал значений длины волны соответствует всему видимому спектру.
Видно, что при достаточно больших (несколько десятков микрон) значений d спектр пропускания быстро осциллирует, так что при освещении белым светом прошедший свет будет “на глаз” так и оставаться белым. Однако при значениях d порядка микрона, спектральная зависимость пропускания достаточно плавная, с одним-двумя максимумами в видимой части спектра, соответствующими условию j=p/2+pm. В этом случае прошедший свет приобретает видимую окраску, что и называется хроматической поляризацией излучения.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Хроматическая поляризация используется для качественного экспресс-анализа в поляризационной микроскопии пространственно-неоднородных анизотропных объектов (мелких природных кристаллитов неправильной формы, тонких образцов ориентированных жидких кристаллов и т.п.). Именно, при наблюдении в поляризационном микроскопе изображения объекта одинаково окрашенные его части имеют примерно одинаковую оптическую толщину.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Техническая реализация эффекта в полном соответствии с изложенным в содержательной части. Параллельный пучок белого света от слайд-проектора проходит через 2 скрещенных поляризатора. При этом прошедший пучок отсутствует. Далее между поляризаторами вставляется кристалл (лучше взять стандартную полуволновую пластинку на красную длину волны). Прошедший пучок окрашен. Изменяя угол падения излучения на пластинку, добиваемся плавного изменения окраски прошедшего пучка.
Литература
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика.- М.: Наука, 1985.
2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Наука, 1976.
3. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |