Optyka falowa - polaryzacja 11

Dichroizm

Jest to w»aÑciwoу niektórych kryszta»ów dwój»omnych (turmalin,

jodosiarczan chininy) polegajca na tym, óe jeden z promieni (zwyczajny lub

nadzwyczajny) jest silniej absorbowany w krysztale.

Dichroizm jest wykorzystywany przy konstrukcji polaroidów.

Interferencja promieni spolaryzowanych

- stopie½ spójnoÑci

a) na p»ytk“ pada Ñwiat»o naturalne

Po przejÑciu przez polaryzator równoleg»e sk»adowe promienia

zwyczajnego i nadzwyczajnego nie interferuj.

b) na p»ytk“ pada Ñwiat»o spolaryzowane

Po przejÑciu przez polaryzator równoleg»e sk»adowe promienia

zwyczajnego i nadzwyczajnego interferuj.

Optyka falowa - polaryzacja 12

Zasada dzia»ania p»ytek opóïniajcych i fazowych

Za»óómy, óe Ñwiat»o spolaryzowane liniowo pada na p»ytk“ wyci“t z

kryszta»u jednoosiowego równolegle do osi optycznej

wizka ndzw. wizka zw.

Falówka

,

Na wyjÑciu otrzymujemy Ñwiat»o spolaryzowane tak jak Ñwiat»o

wejÑciowe, ale opóïnione w fazie o

.

Optyka falowa - polaryzacja 13

Pó»falówka

Na wyjÑciu otrzym uj emy Ñwiat»o

spolaryzowane liniowo, ale w innej

p»aszczyïnie. Dla

,

kt skr“cenia p»aszczyzny

polaryzacji

Optyka falowa - polaryzacja 14

‚wierƒfalówka

Jest to p»ytka wyci“ta z kryszta»u jednoosiowego równolegle do osi

optycznej. Jej gruboу spe»nia warunek

Na wyjÑciu z p»ytki otrzymujemy stan polaryzacji, który nazywamy

polaryzacj eliptyczn. Kierunek skr“tnoÑci powsta»ego Ñwiat»a

spolaryzowanego eliptycznie zaleóy od wartoÑci m i od wielkoÑci kta

.

Za»óómy

. Wtedy gdy

mamy

polaryzacja ko»owa

prawoskr“tna

Optyka falowa - polaryzacja 15

Gdy

mamy

,

polaryzacja ko»owa

lewoskr“tna

Dla

Dla

Na wyjÑciu otrzymujemy Ñwiat»o spolaryzowane liniowo o tym samym

kierunku polaryzacji co Ñwiat»o wejÑciowe, ale przesuni“te w fazie o

lub

PrzejÑcie Ñwiat»a spolaryzowanego eliptycznie przez ƒwierƒfalówk“

Jeóeli oÑ optyczna ƒwierƒfalówki jest skierowana wzd»uó jednej z osi

elipsy, to na wyjÑciu otrzymuje si“ Ñwiat»o spolaryzowane liniowo

Optyka falowa - polaryzacja 16

P»ytka krystaliczna mi“dzy dwoma polaryzatorami

Efekt na wyjÑciu zaleóy od

wzajemnej

orientacji

p»aszczyzn

polaryzatorów

oraz od orientacji osi optycznej p»ytki.

Nat“óenie Ñwiat»a wyjÑciowego jest wynikiem interferencji sk»adowych

wektorów

przepuszczanych przez analizator

.

Nat“óenie Ñwiat»a wyjÑciowego jest funkcj przesuni“cia fazowego tych

sk»adowych i zaleóy od

! wartoÑci róónicy

! gruboÑci p»ytki

! d»ugoÑci fali Ñwiat»a

! orientacji osi optycznej p»ytki krystalicznej

! wzajemnej orientacji polaryzatora i analizatora

Optyka falowa - polaryzacja 17

Dwój»omnoу wymuszona

Jest to powstawanie dwój»omnoÑci w przezroczystych cia»ach amorficznych

i w kryszta»ach o strukturze regularnej pod wp»ywem oddzia»ywa½

zewn“trznych.

G»ówne typy oddzia»ywa½ prowadzce do dwój»omnoÑci wymuszonej

! mechaniczna deformacja cia» (róónica

jest proporcjonalna do

napr“óenia)

! dzia»anie zewn“trznego pola elektrycznego - efekt Kerra

Skr“cenie p»aszczyzny polaryzacji przez substancje optycznie czynne

(aktywnoу optyczna)

Przyk»ady:

! cia»a krystaliczne: kwarc, cynober (siarczek cynku)

! czyste ciecze: terpentyna, nikotyna

! roztwory substancji optycznie czynnych: cukru, kwasu winnego i in.

Optyka falowa - polaryzacja 18

Dwie odmiany substancji optycznie czynnych

! prawoskr“tne

! lewoskr“tne

Kt skr“cenia p»aszczyzny polaryzacji przez substancje optycznie czynne

okreÑlaj wyraóenia:

! w kryszta»ach i czystych cieczach

- sta»a skr“cenia, l - droga przebyta przez

Ñwiat»o wewntrz substancji.

! w roztworach

- zdolnoу skr“cajca, c - st“óenie

substancji czynnej, l - droga przebyta przez
Ñwiat»o wewntrz substancji.

Teoria Fresnela skr“cenia p»aszczyzny polaryzacji

Wizk“ Ñwiat»a spolaryzowanego liniowo moóna rozumieƒ jako z»oóenie

dwóch wizek spolaryzowanych ko»owo o przeciwnych kierunkach obiegu

wektora elektrycznego

Optyka falowa - polaryzacja 19

L

P

Skr“cenie w»aÑciwe

Optyka falowa - polaryzacja 20

Skr“cenie p»aszczyzny polaryzacji w polu magnetycznym (efekt Faradaya)

Jest to efekt obserwowany podczas rozchodzenia si“ Ñwiat»a w substancjach

(takóe nieaktywnych optycznie) umieszczonych w zewn“trznym polu

magnetycznym.

Kt skr“cenia p»aszczyzny polaryzacji spe»nia równanie

V - sta»a Verdeta (magnetyczna zdolnoу skr“cajca)

l - droga przebyta przez Ñwiat»o wewntrz substancji

B - rzut wektora indukcji magnetycznej na kierunek promienia

Efekt Faradaya a aktywnoу optyczna

! znak skr“cenia w efekcie Faradaya zaleóy od kierunku biegu

promienia, a dla sbstancji optycznie czynnych nie,

! substancje optycznie czynne uzyskuj pod wp»ywem pola

magnetycznego dodatkow zdolnoу do skr“cania p»aszczyzny

polaryzacji, która dodaje si“ do ich naturalnych zdolnoÑci w tym

wzgl“dzie.