Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
когда неполяризованная световая волна падает на поверхность диэлектрика (например, стекло) под некоторым углом, отраженная волна оказывается частично поляризованной.
4.4.1. Степень поляризации
Степень поляризации отраженной волны зависит от угла падения и от относительного показателя преломления среды. Она задается соотношением:
. (4.4.4)
При нормальном падении луча отраженный луч не поляризован, 
, а при падении под углом, который называется углом полной поляризации или углом Брюстера, отраженный свет полностью поляризован, 
.
4.4.2. Закон Брюстера
Угол полной поляризации (рисунок 4.4.4) связан с показателями преломления сред по обе стороны границы их раздела соотношением, которое носит название закона Брюстера:
, (4.4.5)
где n1 – показатель преломления среды, в которой распространяется падающая на границу раздела волна, n2 – показатель преломления среды, в которой распространяется преломленная волна.
| |
Рисунок 4.4.4. – Поляризация света при отражении от диэлектрика. |
Если свет распространяется в воздухе, то 
, и тогда
(4.4.5а).
Закон Брюстера может быть получен на основе электромагнитной теории света, согласно которой всякую плоскую монохроматическую световую волну можно представить в виде совокупности двух плоских монохроматических волн той же частоты, в которых векторы 
колеблются вдоль двух взаимно перпендикулярных направлениях. Эти волны являются линейно поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях, направление распространения обеих волн совпадает с направлением волны, составляющими которой они являются, рисунок 4.4.5а. Соответственно эти волны называются р – волна и s – волна (см. Приложение 2, «Формулы Френеля» и рисунок 4.4.5а). Рисунок 4.4.5а сделан только для электрической составляющей волны, а для магнитной составляющей – см рисунок 4.П.5. Электромагнитная волна, падая на границу раздела двух сред, частично отражается от поверхности раздела, а частично преломляется, переходя во вторую среду. Диполи, из которых состоит диэлектрик (вторая среда) под действием падающей электромагнитной волны совершают колебательное движение вдоль своей оси. Колеблющейся диполь излучает электромагнитные волны, диаграмму излучения дает рисунок 4.4.5б. Интенсивность излучения диполя пропорциональна 
, где 
– угол между направлением колебания диполя (осью диполя) и направлением распространения волны. Из диаграммы видно, что наибольшая интенсивность излучения при угле 
, при угле 
интенсивность излучения равна нулю. Диполь вдоль своей оси, т. е. вдоль направления колебаний не излучает электромагнитные волны. Следует дать пояснение к обозначением на рисунках 4.4.4. и 4.4.5а. Обозначения точкой или крестиком отражает тот факт, что колебания вектора 
электромагнитной волны происходят в плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка. Обозначение стрелочкой говорит о колебаниях электрической составляющей в плоскости рисунка. При этом нельзя забывать о векторе напряженности магнитного поля, который на рисунках не указывается.
Угол Брюстера является таким углом падения световой волны, при котором ось диполей в диэлектрике совпадает с направлением колебаний падающей р-волны и направлением распространения отраженной р-волны. Согласно диаграмме направленности интенсивность излучения диполя вдоль оси равна нулю, следовательно, в отраженной волне не будет составляющей 
, а будет только 
(см. рисунок 4.4.5.б), т. е. отраженная волна будет плоскополяризованной.
| |
Рисунок 4.4.5. – а) Представление падающей, отраженной и преломленной волн в виде р– и s– волн (для электрической составляющей), б) диаграмма излучения диполя, совершающего колебания вдоль оси Z.. |
При падении луча под углом Брюстера, отраженный и преломленные лучи образует угол 900.
Действительно, по закону Брюстера 
, согласно закону преломления света 
, закону отражения света 
, учитывая, что свет падает под углом Брюстера, получаем 
. Выразив 
из закона преломления и подставив его в закон Брюстера, будем иметь 
. Так как 
, получаем 
, где 
– угол между отраженным и преломленным лучами. По формулам приведения 
. поэтому 
, следовательно, угол между лучом отраженным и лучом преломленным равен 
.
4.5. ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ. ВРАЩЕНИЕ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ
4.5.1.Оптические активные вещества
Д. Арго (1811г) обнаружил, что при прохождении линейно - поляризованного света сквозь кристалл кварца вдоль его оптической оси плоскость поляризации света поворачивается вокруг направления луча. Дальнейшие исследования показали, что такое же явление наблюдается во многих других веществах, названных оптически активными. Оптически активны не только анизотропные кристаллы, но и оптически изотропные кристаллы, чистые жидкости (скипидар, никотин и др.) и растворы (камфары в бензоле, водные растворы сахара, глюкозы и др.).
Оптическая активность определяется как строением самих молекул веществ, так и расположением атомов и молекул в кристаллической решетке. Для большинства оптически активных кристаллов обнаружено существование двух модификаций, осуществляющих вращение плоскости поляризации соответственно по часовой стрелке и против часовой стрелки (для наблюдателя, смотрящего навстречу луча). Первая модификация называется правовращающей или положительной (угол поворота больше нуля), вторая – левовращающей или отрицательной (угол поворота меньше нуля).
В оптически активных кристаллах и чистых жидкостях угол поворота φ плоскости поляризации света пропорционален толщине слоя вещества, пройденного светом:
, (4.4.6),
где 
– толщина слоя оптически активного вещества, коэффициент 
называется удельным вращением. Удельное вращение зависит от природы вещества, температуры и длины волны 
света в вакууме (вращательная дисперсия).
В растворах, как показал Ж. Био, угол поворота плоскости поляризации:
, (4.4.7)
где С – объемно – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе, 
– удельная константа вращения раствора, – толщина активного слоя.
Явление вращения плоскости поляризации лежит в основе точного метода быстрого определения концентрации оптически активного вещества (например, сахара в водном растворе). Применяемые для этого приборы называются поляриметрами или сахариметрами (рисунок 4.4.6).
Перед измерением производится настройка установки. Исследуемое вещество в кювете во время настройки установки отсутствует. При этом поляризатор и анализатор устанавливаются так, чтобы их оси были взаимно перпендикулярны, т. е. эти поляроиды пропускают световые волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных направлениях. Интенсивность световой волны на выходе установки после настройки равна нулю.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 |
Основные порталы (построено редакторами)