Оптика. Условие главных максимумов (лекция 4)

1.

N =8 число щелей в решетке
Центральный максимум
Дополнительные
минимумы
Боковые максимумы

2.

3.

d sin m
Условие главных максимумов
(sin ) max 1
d
mmax
- максимальный порядок спектра
N max 2mmax 1 - количество главных максимумов

4.

Дифракция белого света на
дифракционной решетке

5.

ДИФРАКЦИЯ
НА
ПРОСТРАНСТВЕННОЙ
РЕШЕТКЕ

6.

Дифракция рентгеновского
излучения
Δ= 2d ·1·sinφ
φ
d
d
φ

7.

УСЛОВИЕ МАКСИМУМА
φ – угол скольжения,
d - межплоскостное расстояние
Волны, отразившиеся от разных
атомных плоскостей, когерентны и
будут интерферировать между собой
2d sin m
ФОРМУЛА ВУЛЬФА-БРЭГГОВ

8.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ

9.

Свет – поперечная электромагнитная
волна
E - световой вектор

10.

Волна, в которой колебания
светового вектора упорядочены,
называется ПОЛЯРИЗОВАННОЙ.

11.

Поляризация - только для
поперечных волн

12.

Естественный свет неполяризованный
свет с
преимущественными
направлениями
колебания частично
поляризованный
Линейно
поляризованный

13.

Если световой вектор вращается
вокруг направления распространения
волны, причем его конец описывает
эллипс, то волна называется
ЭЛЛИПТИЧЕСКИПОЛЯРИЗОВАННОЙ

14.

Электрическое поле в
эллиптически-поляризованной
волне.

15.

16.

Если конец светового вектора
описывает окружность , то волна
называется поляризованной
по кругу
Если конец светового вектора
поворачивается по часовой стрелке,
то поляризацию называют ПРАВОЙ,
если против, то ЛЕВОЙ

17.

ПОЛЯРИЗАТОРЫ
ПОЛЯРИЗАТОР – прибор для
превращения естественного света в
поляризованный
Поляризатор пропускает колебания
параллельные ПЛОСКОСТИ
ПРОПУСКАНИЯ ПОЛЯРИЗАТОРА

18.

СВЕТ ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАН В
НАПРАВЛЕНИИ
OO

19.

СПОСОБЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ
СВЕТА

20.

1.
Поляризаторы :
Кристалл турмалина, вырезанный
параллельно оптической оси
Поляроиды- целлулоидные пленки с
введенными одинаково
ориентированными
деформированными кристалликами

21.

22.

23.

2. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ПРИ
ОТРАЖЕНИИ
В отраженном луче
преобладают колебания
перпендикулярные
плоскости падения
n1
n2
В преломленном луче
преобладают колебания
параллельные
плоскости падения

24.

УГОЛ БРЮСТЕРА
При некотором
угле падения
отраженный свет
полностью
поляризован
Этот угол
называется углом
Брюстера
n2
tg BR
n1

25.

ОТРАЖЕННЫЙ СВЕТ
ПОЛНОСТЬЮ ПОЛЯРИЗОВАН
θBR
преломленный СВЕТ
частично ПОЛЯРИЗОВАН
n1
n2
ЕСЛИ СВЕТ ПАДАЕТ ПОД УГЛОМ БРЮСТЕРА, ТО УГОЛ МЕЖДУ
ПРЕЛОМЛЕННЫМ И ОТРАЖЕННЫМ ЛУЧАМИ - ПРЯМОЙ

26.

3. Поляризация при
преломлении
Кристалл исландского шпата (CaCO3)
раздваивает проходящие через него
лучи двойное лучепреломление

27.

Луч, подчиняющийся закону
преломления, - обыкновенный,
второй луч - необыкновенный
НЕОБЫКНОВЕННЫЙ
ОБЫКНОВЕННЫЙ

28.

В кристалле имеется единственное
направление, по которому свет
распространяется не испытывая
двойного лучепреломления –
ОПТИЧЕСКАЯ ОСЬ КРИСТАЛЛА

29.

Двойное лучепреломление связано с
анизотропностью показателя
преломления.
Обыкновенный луч
распространяется во всех
направлениях с одинаковой
скоростью
Необыкновенный луч
распространяется во всех
направлениях с различной
скоростью

30.

Скорость
распространения
обыкновенного
луча (о)
Скорость
распространения
необыкновенного
луча (е)
c
Vo
const
no
c
Ve
const
ne

31.

Дихроизм – когда один из лучей
поглощается сильнее другого
В турмалине обыкновенный луч
поглощается на 1 мм,
необыкновенный выходит из
кристалла не поглощаясь
В кристалле йодистого хинина –
один из лучей поглощается на 0.1
мм – используют в поляроидах

32.

Ve Vo
Ve Vo
О
О
S
Vo
S
Ve
Ve
О´
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ
Vo
О´
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ

33.

Поляризатор на двойном
лучепреломлении – призма
Николя
n0 n ne
Ось пропускания
48
68
Исландский шпат склеенный канадским
бальзамом

34.

АНАЛИЗ
ПОЛЯРИЗОВАННОГО
СВЕТА

35.

ЗАКОН МАЛЮСА
Поляризаторы можно
использовать в качестве
анализаторов

36.

ОПТИЧЕСКАЯ
ОСЬ
ПОЛЯРИЗАТОРА
Ey E cos
Ex E sin
Проходит только E y

37.

I
E
2
I I 0 cos
2
ЗАКОН МАЛЮСА
I – Интенсивность прошедшего света
I0 – Интенсивность падающего
плоскополяризованного света

38.

39.

Свет не проходит через анализатор,
если угол
90
Свет полностью проходит через
анализатор, если угол
0

40.

Если на поляризатор падает
естественный свет, то
I ест
I ест
2
I
I ест
2
I
cos
2

41.

Искуственная анизотропия
Двойное лучепреломление можно наблюдать в
изотропных веществах при механических
деформациях
Пьезооптический эффект

42.

P, A 90
Свет не проходит через анализатор
Свет проходит через анализатор, по характеру
картинки судят о деформациях

43.

44.

Эффект Керра
Возникновение искусственной анизотропии
под действием электрического поля
Ячейки Керра применяются в качестве
безинерционных световых затворов (10-12с)

45.

ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ
ВЕЩЕСТВА
При прохождении света поворачивают
плоскость поляризации
Сахарный раствор, камфора, винная
кислота

46.

47.

C
Угол поворота плоскости
поляризации
const
C
- Удельное вращение,
зависящее от вещества
- Концентрация вещества
- Длина кюветы с веществом

48.

Применение поляризации
В фотографии светофильтры

49.

Поляризационные
очки – защищают
от отраженных
бликов
Не пропускают
свет, отраженный
от горизонтальных
поверхностей (с
горизонтальной
поляризацией)