Poliarizacija

Tema	Fizika
Tipas	Paruoštukė
Aprašymas	Šviesa kurios vektorių amplitudės vi somis kryptimis yra vienodos vad natūraliaja.Kai šviesos vektorius virpa tik išilgai vie nos tiesės tai gauname tiesiai poliarizuotą šviesą.Šviesa , ku rios vektorius virpa įvairiomis kryptimis, bet tam tikra kryp timi virpesių amplitudė yra didesnė, vad iš dalies polia rizuota.
Patalpinta	2005-08-18
Parsisiuntė	1931
	Parsisiųsti21 KB

Išsamus aprašymas

Maliu dėsnis. Pro analizatorių praėjusios šviesos intensyvu mas yra I=I0cos2. Sukant ana lizatorių, pro jį praėjusios švie sos intensyvumas kinta nuo vertės, lygios I=I0 (=0) , iki I=0 (=/2).
Atspindžio poliarizacija. Ban dymais yra įrodyta , kad tiek lužūsioji , tiek atspindėjusioji šviesa yra iš dalies poliar izuotos. Poliarizacijos laipsnis priklauso nuo šviesos kritimo kampo. D. Brūsteris įrodė, kad šviesai krintant į dielektriką kampu iB, tenkinančiu sąlygą tg iB=n ( n- dielektriko san tykinis lūžio rodiklis), atsis pindėjusioji šviesa yra tiesiai poliarizuota. Lūžusioji šviesa visuomet yra tik iš dalies poliarizuota. (Paveikslas1.)
Dvejopas šviesos lūžimas. Visi išskyrus kubinės singo nijos šviesai skaidrių mono kristalų šviesos sklidimo grei tis priklauso nuo jos sklidimo krypties ir nuo šviesos vek toriaus krypties. Tokiose aplin kose sklindančios monochro matinės šviesos pluoštas susky la į du , todėl šis reiškinys vad dvejopu šviesos lūžimu. Šv dvejopas lūžimas parodo, kad krintanti šviesa optiškai anizo tropiniame kristale sukelia dvi skirtingomis kryptimis sklin dančias bangas, vienašiame kristale tai paprastąją ir nepa prastąją. Abi jos yra tiesiai poliarizuotos, todėl dvejopas šv lūžimas naudojamas šviesai poliarizuoti.
Dirbtinė optinė anizotropija. D.Brūsteris nustatė kad mecha niškai deformuotas skaidrus ir optiškai izotropinis kietasis kūnas taip pat pasidaro opti škai anizotropinis. Tai ir yra dirbtinės anizotropijos atvejis.
Poliarizacijos plokštumos suk imas. Kristalinis kūnas šviesos poliarizacijos plokštumą suka labiausiai kai šviesa sklinda išilgai kristalo optinės ašies. l. Posūkio kampas yra tiesiogiai proporcingas optiš kai aktyvioje medžiagoje švie sos nueitam keliui l.(- suk imo konst.). Poliarizacijos plokštumos sukimo kryptis nustatoma į stebėtoją sklindan čios šviesos bangos krypties atžvilgiu.
Faradėjaus reiškinys. =VlH; Poliarizacijos plokštumos po sūkio kampas yra tiesiogiai proporcingas šviesos nueito kelio l ir magnetinio lauko stiptrumui H.(V- verdės konst. Kuri priklauso nuo medžiagų savybių, temp ir šviesos bangų ilgio. Sukimo kryptis priklau so nuo mag lauko stiprumo H krypties ir medžiagos prigim ties.).
Kvantinė fizika. Spektrinis spind tankis. 1 for. Ši kiek ybinė kūno šiluminio spindu liavimo charakteristika išreiš kia sąryšį tarp temperatūros T ir spinduliavimo pasiskir stymo pagal dažnį.
Boro postulatai; 1-asis teigia , kad egzistuoja tam tikros stacionarios atomo būsenos, kuriuose jis nespinduliuoja. 2-asis teigia kad, atomui pereinant iš vienos stacio narios būsenos į kitą, spindu liuojamas arba absorbuojamas vienas fotonas.
Boro teorija. For 8. Apie krūvio Ze nejudantį branduolį atsumu r skriejant elektronui, atomo pilnutinė energija lygi kinetinės ir potencinės ener gijų algebrinei sumai. Minuso ženklas todėl kad lygybės antrasis dėmuo reiškia traukos potencinę energiją.
Franko ir Herco bandymas įrodė kad atomas gali sugerti tiktai tam tikras energijos porcijas- atomo energija yra kvantuota.
De Broilio hipotezė. Kiek viena dalelė pasižymi ir ban gų, ir korpuskulų savybėmis. Taigi kiekvieną dalelę galima aprašyti tam tikra banga. Jos ilgį ir dalelės judesio kiekį sieja lygybė λ=h/p. Elektronų difrakcija. Elektro nai sklisdami kristale sąvei kauja su elektronų sluoksnių kuriamu elektriniu lauku. Jei gu elektronai pasižymi bangų savybėmis ir de Broilio ban gos ilgis trumpesnis už garde lės periodą tai jie turėtu difraguoti.
Neutronų difrakcija. Neutro nus iš esmės sklaido branduo linių jėgų laukas o kadangi kristale neutronų sklaidos cen trai sudaro trimatę periodinę sistemą, lėtieji neutronai jame difraguoja.
Elektroninės optikos sąvoka. Tai elektronikos šaka tirianti elektringųjų dalelių pluoštų formavimą, valdymą, ir jų praktinį naudojimą.
Absorbcijos geba. 2 for. Šis dydis priklauso nuo nagrinė jamojo kūno temp ir krintan čio spinduliavimo dažnio arba bangos ilgio.
Neutroninės optikos sąvoka. Neutroninė optika tiria lėtūjų neutronų sąveiką su medžiaga. Nagrinėja neutronų atspindį ir lūžimą dviejų medžiagų riboje, neutronų difrakciją periodinėse struktūros. Visa tai sukelia neutronų stiprįioji ir elektromagnetinė sąveika su medžiaga.
Bendros žinios apie šviesos bangas
(monochromatiškumas, lūžio rodiklis, intensyvumas)
tai elektromagnetinės bangos sklindančios šviesos greičiu. Šviesos banga-elektrinio ir magnetinio laukų sklidimas erdve tam tikru dažniu
monochromatinės–vieno pastovaus dažnio optinės bangos verčių - r laiko intervale 0 t. tai periodinė banga, nesibaigianti nei erdvėje, nei laike. Šviesos greičio vakuume c ir jos fazinio greičio aplinkoje v santykis yra vadinamas lūžio rodikliu

šviesos intensyvumas- elektromagnetinės bangos šviesos energija, apibūdinama srauto tankio modulio vidurkiu. Srauto tankis- pointingo vektorius

Šviesos intensyvumas yra tiesiogiai proporcingas bangos amplitudės kvadratui.

Bangų koherentiškumas ir interferencija
Bangos koherentinės, jei jų fazių skirtumas, bet kuriame taške sutampa. Sutapti turi ir sklidimo kryptis.
Šviesos interferencija – koherentinių bangų sudėtis, jei koherentinių bangų atstojamasis intensyvumas nelygus tų bangų intensyvumų sumai

I1 ir I2 – sudedamų šviesos bangų intensyvumai
cos - sudedamų šviesos bangų fazių skirtumo kosinuso vidutinė vertė
Interferencija plonose plėvelėse
Plonose plėvelėse susidariusios bangos yra koherentinės ir interferuoja, nes optinių kelių skirtumas yra mažesnis už bangų koherentiškumo nuotolį
optinių kelių skirtumas

interferencijos maksimumo sąlyga

interferencijos minimumo sąlyga

Optiniai interferometrai (Maikelsono, Liniko)
Optiniai interferometrai - labai tikslūs ilgio matavimo prietaisai, pagrįsti šviesos bangų interferencija
Maikelsono intereferometras naudojamas tiksliems ilgio pokyčiams matuoti. Absoliutinė paklaida : 10-8 mm.
Linikas –sujungė Maikelsono intereferometrą su mikroskopu (mikrointereferometras). Šiuo prietaisu matuojami metalinių paviršių nelygumai. Liniko mikrointereferometru matuojami iki (2-3)10-7m metalinių paviršių nelygumai.
Šviesos difrakcija
Heigenso ir Frenelio principas, Frenelio zonos
Heigenso principas: kiekvienas taškas, kurį banga pasiekia tam tikru laiko momentu, yra elementariųjų bangų šaltinis, o visų tokių bangų gaubtinė vėlesniu momentu yra bangos paviršius
Heigenso ir Frenelio principas teigia: kiekvienas sklindančios bangos paviršiaus taškas yra antrinių koherentinių bangų šaltinis Frenelio zonos – koncentrinės sferos, kurios banginį paviršių dalija į juostas
Frenelio difrakcija diske, apskritoje angoje
Frenelio difrakcija – tai difrakcija dėl kliūties, kurios tiesiniai matmenys yra pirmosios Frenelio zonos matmenų eilės.

Vienoj maksimumas, kitoj minimumas. Dėl to taške P, nutolusiam per r atstumą gaunama pirmosios centrinės zonos keliamų virpesių amplitudės pusė.
Zoninė plokštelė – uždengus kas antrą Frenelio zoną gaunamas intensyvus maksimumas arba minimumas
Diske uždengus mažą pirmos zonos dalį – nieko nesusidaro.
Uždengus kelias zonas – susidaro Puasono taškas. Tai yra maksimumas, aplink kurį matomi tamsūs ir šviesūs interferenciniai žiedai.
Uždengus daug zonų susidaro šviesos šešėlis, aplink kurį yra neryškūs interferenciniai žiedai.
Apskritoje angoje. Atstojamųjų virpesių amplitudė priklauso nuo Frenelio zonų skaičiaus j. Jeigu j – nedidelis ir nelyginis, susidaro intereferencinis maksimumas
Jeigu j – lyginis, susidaro minimumas ir abudu supa tamsūs ir šviesūs intereferenciniai žiedai.
Ribiniu atveju, kai dangoje telpa daug Frenelio zonų, interferenciniai žiedai susidaro labai siauroje srityje. Ties geometrinio šešėlio riba.
Frauhoferio difrakcija plyšyje
Šviesos bangos, kurios sklinda pro angas, kurių matmenys mažesni už už Frenelio pirmosios zonos matmenis yrta plokščiosios. Tokia šviesos bangų difrakcija vadinama Fraunhoferio
Difrakcinė gardelė
Vienodai vienas nuo kito nutolę lygiagretūs rėžiai, vienodo pločio ir formos stiklo ar kvarco plokštelėje sudaro tiesinę difrakcinę gardelę
difrakcinę gardelės konstanta: da+b , d10-3-10-4 mm
bangų difrakcija erdvinėje gardelėje
dvi tiesines gardeles sudėjus taip, kad jų rėžiai būtų statmeni, gauname dvimatę difrakcinę gardelę. Trimatė (erdvinė) – analogiškai orientųotų vienodų dvimačių gardelių sistema.
Jeigu į kristalą krenta rentgeno spinduliai, kurių ilgis mažesnis negu tarpplokštuminis atstumas, tai nuo plokštumų atsispindėję spinduliai bus koherentiniai, todėl interferuoja
Spindulių nueitų kelių skirtumas : AB+BC2dsinς
Kadangi lūžio rodiklis lygus vienetui, gaunama Brego lygtis:
2dsinςm ,kur
d – atstumas tarp plokštumų, - bangų skaičius,
ς – rentgeno spindulių kritimo kampas, m – maksimumų eilė
naudojant šią lygtį galima nustatyti kampą tarp kristalografinių plokštumų.
Holografijos principai

Holograma – daikto intereferencinis atvaizdas, gautas išsklaidžius šviesą į du pluoštelius (pagrindinį ir pagalbinį). Pagrindiniu apšviečiamas daiktas. Šviesai jautri medžiaga apšviečiama kartu su daikto išsklaidyta šviesa ir pagalbiniu pluošteliu. Bangų koherentiškumo nuotolis gaunasi didesnis už nueitų kelių skirtumą, jos intereferuoja ir šviesos lauką fiksuoja fotoplokštelė.
Hologramoje įrašomas erdvinis vaizdas, nes fazių skirtumas priklauso nuo nueitų bangų kelių skirtumo. Bangų intereferencija priklauso nuo amplitudžių didumo ir fazių skirtumo.
Šviesos absorbcija ir sklaida.
Šviesa, kuri sklinda medžiaga, ją įšildo. Todėl sklindančios bangos energija medžiagoje virsta jos vidine energija ir šviesos intensyvumas mažėja. Toks reiškinys vadinamas šviesos absorbcija

I0 – krintančios šviesos intensyvumas- šviesos absorbcijos rodiklis
Šviesos sklaida – toks reiškinys, kuriam esant nevienalytėje aplinkoje dėl šviesos difrakcijos jos intensyvumas pasiskirsto tolydžiai.
Tindalio efektas – šviesos sklaidas nuo medžiagos dalelių, kurių spindulys lyginant su šviesos bangos ilgiu labai mažas. Pasireiškia dūmuose, rūke.
Šviesos dispersija
Bangų dispersija – jų fazinio greičio priklausomumas nuo bangos dažnio (arba bangos ilgio)
Vakuume šviesos dispersiją nusako lūžio rodiklio priklausomumas nuo bangos dažnio.
Elementari dispersijos teorija
Dispersija – fazinio greičio priklausomybė nuo bangos dažnio

jei n didėja, v – mažėja
Lūžio rodiklio kvadratas:

n0 – molekulių koncentracija, 0 – dielektriko konstanta, e – elektrono krūvis, m – elektrono masė, - bangos dažnis, 0 i – elektronų savųjų virpesių dažnis.
Medžiagoje elektronai svyruoja savuoju dažniu 0, atlėkusios bangos dažnis.
Jeigu dažniai labai skiriasi, tai antras lūžio rodiklio narys apytikriai lygus vienetui. Jeigu bangos dažnis nedaug didesnis arba panašus – lūžio rodiklis stipriai sumažėja.
Jei bangos dažnis nedaug mažesnis – stipriai padidėja.

Raktiniai žodžiai

• poliarizacija
• sviesos poliarizacija
• šviesos poliarizacija