Nr ćwiczenia: 10	Badanie zjawiska dyfrakcji i polaryzacji światła			Ocena z teorii
Zespół nr 3	Mazur Jakub			Ocena zaliczenia ćwiczenia
25.04.2007	Wydział	Rok	Grupa	Uwagi
		EAIiE	1B		5

Równanie fali elektromagnetycznej
oraz
, które są równaniami fali rozchodzącej się z prędkością
.

Równania Maxwella cztery równania sformułowane przez James Clerk Maxwell, które opisują własności pola elektrycznego i magnetycznego oraz zależności między polem elektrycznym i magnetycznym:

1.)
- prawo Gaussa dla pola E

2.)
- prawo Gaussa dla pola B

3.)
- prawo Faraday'a

4.)
- prawo Ampere'a-Maxwella

Dyfrakcja

Obrazy dyfrakcyjne dla różnych szczelin.

Rodzaje polaryzacji

Falę spolaryzowaną można uzyskać poprzez:

selektywną emisję - źródło fali wykonuje drgania w jednym kierunku,

selektywne pochłanianie - ośrodek przez który przechodzi fala pochłania falę o jednym kierunku polaryzacji, a przepuszcza o przeciwnej,

pojedyncze rozproszenie - rozproszenie w kierunku prostopadłym tworzy falę spolaryzowaną,

odbicie od ośrodka przeźroczystego,

dwójłomność (podwójne załamanie).

Aby uzyskać światło spolaryzowane można wykorzystać filtr polaryzacyjny. Ma on zdolność do przepuszczania tylko fal świetlnych o polaryzacji liniowej. Kierunek tej polaryzacji jest stały i ściśle związany z konstrukcją filtra. Jeżeli przepuści się światło niespolaryzowane przez dwa takie filtry i zacznie je obracać, to światło na zmianę będzie przygasać oraz rozbłyskać. Kiedy dwa filtry polaryzacyjne są ustawione tak, że przepuszczają tylko fale oscylujące w prostopadłych płaszczyznach, to światło nie przechodzi. Jeżeli płaszczyzny polaryzacji są takie same, to efekt jest taki jak dla jednego filtra.

Polaryzator urządzenie optyczne przepuszczające światło o określonej polaryzacji liniowej.

Z padającego światła naturalnego niespolaryzowanego przepuszcza fale elektromagnetyczne, których wektor elektryczny leży w określonym przez polaryzator kierunku, tworząc światło spolaryzowane. Z padającego światła spolaryzowanego przepuszcza składową w kierunku polaryzacji a nie przepuszcza składowej prostopadłej do kierunku polaryzacji. Dlatego układ dwóch polaryzatorów, które są obrócone względem swoich płaszczyzn polaryzacji o kąt prosty nie przepuszcza światła.

Do przedstawienia prawa Malusa można posłużyć się światłem liniowo spolaryzowanym, które przechodzi przez doskonały analizator. Załóżmy, że płaszczyzna polaryzacji wiązki tworzy kąt α z kierunkiem przepuszczania analizatora.

Przez E0 oznaczymy amplitudę zmian pola elektrycznego. Analizator przepuszcza tylko składową pola elektrycznego równoległą do kierunku transmisji. Tak więc amplituda zmian pola elektrycznego po przejściu przez analizator wynosi: E = E0 ⋅ cosα

Natężenie fali, czyli energia przenoszona przez falę w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni, jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy. Natężenie wiązki padającej wynosi: I0 = b . E02

gdzie b jest stałą, natomiast natężenie wiązki po przejściu przez analizator wynosi: I = b . E2

Wstawiając do tego równania zależność E = E0 . cosα otrzymujemy prawo Malusa:

I = I0 ⋅ cos2α

Tak więc zależność pomiędzy natężeniem promienia padającego, a natężeniem promienia przechodzącego przez analizator powinna być przedstawiona na wykresie za pomocą funkcji cos2α.

Inne zastosowania polaryzacji związane są z faktem, że wiele substancji organicznych to materiały "optycznie czynne". Światło spolaryzowane, przechodząc przez roztwór takiej substancji, nie ulega znaczącemu osłabieniu, ale kierunek polaryzacji zmienia się. Efekt ten nazywamy skręceniem płaszczyzny polaryzacji.

Optycznie czynne substancje mają zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego.

Polarymetr jest to przyrząd optyczny służący do pomiaru stężenia roztworów, których cząsteczki skręcają płaszczyznę polaryzacji światła. Polarymetr służy też do określania czynności optycznej czystych związków chemicznych oraz określania składu mieszanin enancjomerów. Polarymetr jest zbudowany z dwóch pryzmatów. Pierwszy z nikoli nosi nazwę "polaryzatora" a drugi "analizatora".

Laser - zasada dzialania

Zasadniczymi częściami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący. Układ pompujący dostarcza energii do ośrodka czynnego, w ośrodku czynnym w odpowiednich warunkach zachodzi akcja laserowa, czyli kwantowe wzmacnianie (powielanie) fotonów, a układ optyczny umożliwia wybranie odpowiednich fotonów.

Światło wysyłane przez laser jest całkowicie spolaryzowane,

---