Поляризация световых лучей в анизотропных средах

1.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ
СВЕТОВЫХ ЛУЧЕЙ В
АНИЗОТРОПНЫХ
СРЕДАХ
Пол яризация светов ы х лучей в анизотропны х
средах происходит из-за нерав номерного
распространения вол н электромагнитного
излучения в таких средах .

2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ
Определение поляризованного света
Поляризованный свет - это электромагнитные волны, колебания
векторов электрического и магнитного полей которых происходят
в определенной плоскости.
Поляризация в анизотропных средах
В анизотропных средах, например кристаллах оптики, скорость
распространения световых волн зависит от направления
распространения. Это приводит к разделению падающей на
такую среду неполяризованной волны на два луча с различной
поляризацией.
Измерение степени поляризации
Степень поляризации определяется как отношение
интенсивности поляризованной и неполяризованной компонент
света. Для измерения используют поляриметры, позволяющие
количественно оценить степень упорядоченности колебаний в
световом потоке.

3.

ВИДЫ ПОЛЯ РИЗАЦИИ
Поляризация поперечных волн
Поляризация продольных волн
Поперечные волны - это
электромагнитные волны, где колебания
электрического и магнитного полей
происходят перпендикулярно
направлению распространения волны.
Продольные волны - это
электромагнитные волны, где колебания
электрического и магнитного полей
происходят параллельно направлению
распространения волны.
Эллиптическая поляризация
Круговая поляризация
Эллиптическая поляризация - это вид
поляризации, при которой концы векторов
электрического поля описывают эллипс по
мере распространения волны.
Круговая поляризация - это частный
случай эллиптической поляризации, когда
эллипс превращается в окружность, а
амплитуда колебаний электрического
поля одинакова во всех направлениях
плоскости поляризации.

4.

АНИЗОТР ОПНЫ Е СР Е ДЫ
Двойное лучепреломление в кристаллах
В кристаллах из-за различной скорости распространения волн
электромагнитного излучения в разных направлениях возникает
двойное лучепреломление.
Поляризация света при отражении
При отражении света от поверхности поляризация изменяется в
зависимости от угла падения, так как скорость волн в разных
направлениях различна.
Оптическая анизотропия жидких кристаллов
Жидкие кристаллы представляют собой анизотропную среду, в
которой направление молекул может изменяться под действием
внешнего электрического поля, при этом меняется и оптическая
анизотропия вещества.

5.

ПРОХОЖДЕ НИЕ ПОЛЯ Р ИЗОВАННОГО
СВ Е ТА
Поляризация плоскости волны
При прохождении световой волны через анизотропную среду, такую как кристалл,
плоскость колебаний электромагнитной волны начинает ориентироваться вдоль
определенных направлений, образуя поляризованный свет.
Двойное лучепреломление кристаллов
В анизотропных средах, например в кристаллах, скорость распространения
световых волн зависит от направления: волны распространяются с разной
скоростью вдоль различных осей, что проявляется в явлении двойного
лучепреломления.
Прохождение через поляризатор
При прохождении поляризованного света через поляризатор, который пропускает
только волны с определенной плоскостью колебаний, часть света блокируется, а
часть проходит, что позволяет анализировать степень и направление поляризации
источника света.

6.

ПРИМЕ НЕ НИЕ ЯВ ЛЕ НИЯ
Поляризация в анизотропных
кристаллах
Применение поляризаторов и
анализаторов
Исследование оптической
анизотропии
В анизотропных кристаллах, таких
как кварц, плоскость колебаний
электромагнитной волны
ориентируется вдоль
определенных
кристаллограф ических
направлений, образуя
поляризованный свет.
Поляризатор и анализатор
позволяют выделить из
неполяризованного света только
поляризованную составляющую
определенного направления, что
используется для исследования
степени и направления
поляризации источников света.
При прохождении
поляризованного света через
образец кристалла и
последующем анализе изменения
поляризации можно судить об
оптической анизотропии
вещества.

7.

ЭКСПЕ Р ИМЕ НТАЛЬ НЫ Е ДАННЫ Е
Поляризация линейно
поляризованного света
При прохождении линейно
поляризованного света через
кристалл кварца его плоскость
колебаний ориентируется вдоль
определенных
кристаллографических осей.
Поляризация естественного света
Измерение степени поляризации
Естественный свет, получаемый от
источников, таких как Солнце,
содержит световые волны,
ориентированные во всех
возможных направлениях в
пространстве. Поляризаторы
позволяют "фильтровать" только
волны определенной ориентации.
Поляризатор и анализатор
позволяют количественно оценить
степень поляризации источника
света или вещества по изменению
интенсивности прошедшего через
них пучка света. Чем сильнее свет
поляризован, тем больше его
ослабление при взаимном
повороте поляризатора и
анализатора.

8.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ
ОБОСНОВАНИЕ
При прохождении через анизотропные кристаллические
среды, такие как кварц, световые волны теряют свою
изотропность и приобретают предпочтительные
направления колебаний, ориентируя свою плоскость
вдоль оптических осей кристалла. Это явление получило
название поляризации света.

9.

ПРАКТИЧЕ СКОЕ ЗНАЧЕ НИЕ
Применение в оптических приборах
Использование в исследованиях материалов
Поляризационные фильтры широко используются в
оптических приборах, таких как поляризационные очки
и микроскопы, для повышения контрастности
изображения и устранения зеркальных бликов.
Исследование свойств поляризации света при
прохождении через различные вещества позволяет
получать важную информацию о их внутреннем
строении и свойствах, например выявлять деф екты в
кристаллической решётке.

10.

ПЕ Р СПЕ КТИВЫ
ИССЛЕ ДОВАНИЙ
Поляризация линейно поляризованного света
При прохождении линейно поляризованного света через
кварцовый кристалл его плоскость поляризации начинает
вращаться в одном предпочтительном направлении в
зависимости от ориентации оптической оси кристалла
относительно направления распространения света.
Вращение плоскости поляризации в анизотропны х средах
В анизотропных средах, таких как кварц, в результате
взаимодействия электромагнитного поля световой волны с
кристаллической решёткой происходит вращение плоскости
поляризации линейно поляризованного света. Угол поворота
зависит от длины пути света в среде и её оптических свойств.
Применение эффекта вращения плоскости поляризации
Эфф ект вращения плоскости поляризации света в кварце
широко используется в оптических приборах, таких как
кварцевые поляриметры и волоконно-оптические гироскопы, для
измерения угловых скоростей вращательного движения.

11.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Дарья Животкова
[email protected]