POLARYZACJA ŚWIATŁA. Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E B). światło niespolaryzowane

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "POLARYZACJA ŚWIATŁA. Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E B). światło niespolaryzowane"

Kornelia Judyta Domańska
5 lat temu
Przeglądów:

Stereoskopia Holografia Politechnika Opolska Opole University of Technology www.po.opole.

1 FALE ELEKTROMAGNETYCZNE Polaryzacja światła Sposoby polaryzacji Dwójłomność Skręcanie płaszczyzny polaryzacji Zastosowania praktyczne polaryzacji Efekty fotoelastyczne Stereoskopia Holografia Politechnika Opolska Opole University of Technology Wydział InżynierIi Produkcji i Logistyki Faculty of Production Engineering and Logistics

2 POLARYZACJA ŚWIATŁA Dyfrakcja i interferencja świadczą o falowej naturze światła, zjawisko polaryzacji światła wskazuje, że są to fale poprzeczne. Światło naturalne nie jest spolaryzowane (żaden kierunek drgań elektronowych nie jest wyróżniony) i drgania wektora świetlnego zachodzą we wszystkich możliwych kierunkach, prostopadłych do kierunku rozchodzenia się światła. Światło, w którym kierunki drgań fal są w jakiś sposób uporządkowane, nazywamy światłem spolaryzowanym. Płaszczyznę, w której drga wektor świetlny (wektor pola elektrycznego E) nazywamy płaszczyzną drgań, a płaszczyznę do niej prostopadłą (na której leży wektor pola magnetycznego B) - płaszczyzną polaryzacji. POLARYZACJA ŚWIATŁA Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E _ _ B). światło niespolaryzowane światło spolaryzowane

3 POLARYZACJA ŚWIATŁA (c.d.) W zależności od różnicy faz (φ) fal opuszczających polaroid światło może być spolaryzowane liniowo, kołowo i eliptycznie. OKULARY POLAROIDOWE,π,,nπ polaryzacja pionowa światła polaryzacja pozioma światła,3/2π,

światło niespolaryzowane P. PRZEZ ABSORPCJĘ (polaroid) światło spolaryzowane liniowo (płasko) φ SPOSOBY POLARYZACJI P.

całkowita) E _ _ I = I 0 cos 2 φ pr. Malusa * r.

4 światło niespolaryzowane P. PRZEZ ABSORPCJĘ (polaroid) światło spolaryzowane liniowo (płasko) φ SPOSOBY POLARYZACJI P. PRZEZ ODBICIE (kąt Brewstera θ) polaryzator E o analizator I E o cosφ E _ _, E normalna fala odbita (p. całkowita) E _ _ I = I 0 cos 2 φ pr. Malusa * r. geometryczne - strumień światła ulega rozproszeniu na powierzchniach cząstek (w ośrodkach optycznie niejednorodnych, r >> λ) I~r 2 ω 4 ~r 2 λ 4 pr. Rayleig ha ROZPROSZENIE (molekularne, r << λ) padająca fala niespolaryzowana fala rozproszona (p. pionowa) fala rozproszona (p. pozioma) r molekuła wody fala wychodząca fala padająca glass szkło sin θ sin Ψ = ψ fala załamana (p. częściowa) sin θ sin 90 θ pr. Brewstera E _ _, E = tgθ = n θ+ψ=90 o

oś optyczna DWÓJŁOMNOŚĆ Niektóre przezroczyste kryształy (np.

zależności jego właściwości optycznych (ε, υ, n) od kierunku rozchodzenia

światło niespolaryzowane kryształ pr. zwyczajny (o) pr.

5 oś optyczna DWÓJŁOMNOŚĆ Niektóre przezroczyste kryształy (np. szpat islandzki CaCO 3 ) wykazują zdolność do podwójnego załamywania światła, zwaną dwójłomnością. Zjawisko to wynika z faktu anizotropowości ośrodka, tzn. zależności jego właściwości optycznych (ε, υ, n) od kierunku rozchodzenia się światła względem osi krystalograficznych. światło niespolaryzowane kryształ pr. zwyczajny (o) pr. nadzwyczajny (e) * DICHROIZM - zjawisko polegające na silniejszej absorpcji przez kryształ jednego z promieni (pr. zwyczajnego lub pr. nadzwyczajnego), co wykorzystywane jest w polaroidach (np. kryształ turmalinu)

SKRĘCANIE PŁASZCZYZNY POLARYZACJI Zjawisko skręcania płaszczyzny polaryzacji polega na zmianie orientacji płaszczyzny polaryzacji przy przechodzeniu przez substancje optycznie czynne (kryształy

6 SKRĘCANIE PŁASZCZYZNY POLARYZACJI Zjawisko skręcania płaszczyzny polaryzacji polega na zmianie orientacji płaszczyzny polaryzacji przy przechodzeniu przez substancje optycznie czynne (kryształy izotropowe i anizotropowe, czyste ciecze i roztwory oraz gazy). Występują dwie odmiany substancji skręcających: prawoskrętne (dodatnie) - skręcające płaszczyznę polaryzacji w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara; lewoskrętne (ujemne) - skręcające płaszczyznę polaryzacji w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

7 WYŚWIETLACZE CIEKŁOKREYSTALICZNE światło elektrody 1 - polaryzator 2 - szklana elektroda 3 - ciekły kryształ 4 - szklana elektroda 5 - analizator 6 - lustro polaryzator V ciekły kryształ kolorowy filtr polaryzator wyświetlacz

(kamera cyfrowa DXM 1200) okular tubus analizator promień zwyczajny EPIoświetlacz źródło światła

8 płaszczyzna polaryzacji światła promień nadzwyczajny MIKROSKOP POLARYZACYJNY BUDOWA MIKROSKOPU POLARYZACYJNEGO rekombinacyjna wiązka światła po interferencji zestaw do cyfrowej analizy obrazu (kamera cyfrowa DXM 1200) okular tubus analizator promień zwyczajny EPIoświetlacz źródło światła kryształ dwójłomny polaryzator obiektyw okrągły stolik obrotowy statyw mikroskopu fokus (ostrość)

9 EFEKTY FOTOELASTYCZNE Fotoelastyczność - występowanie zjawiska dwójłomności pod wpływem naprężenia (określanie i wizualizacja rozkładu naprężeń w badanym materiale).

10 WIDZENIE TRÓJWYMIAROWE Widzenie trójwymiarowe - technika rejestracji i obserwacji obrazów pozwalająca na uzyskanie wrażenia trójwymiarowości oglądanych obiektów (jednoczesne odbieranie obrazu widzianego przez każde oko pod innym kątem).

11 STEREOSKOPIA Stereoskopia - technika obrazowania, oddająca wrażenie normalnego widzenia przestrzennego, tzn. reprezentującego nie tylko kształt i kolor obiektów, ale także ich wzajemne zależności przestrzenne, odległość od obserwatora i głębię sceny.

12 HOLOGRAFIA Holografia (z gr. holos i grapho pełna informacja, całkowite przesłanie ) - dział optyki stosowanej zajmujący się uzyskiwaniem obrazów przestrzennych (trójwymiarowych) metodą rekonstrukcji fali (gł. światła). Przez rekonstrukcję fali rozumie się odtworzenie w pewnym obszarze przestrzeni zarówno jej kierunku ruchu, amplitudy, częstotliwości i fazy. Holografia opiera się na zjawisku interferencji dwóch fal (zgodne fazy i częstotliwości). *Rekonstrukcja hologramów barwnych jest wynikiem nakładania się trzech obrazów interferencyjnych i wymaga zastosowania trzech laserów (np. RGB). ZAPIS (rejestracja obrazu) hologram ODTWARZANIE (projekcja obrazu)

Podobne dokumenty

ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność

ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność Holografia FALE ELEKTROMAGNETYCZNE Fale elektromagnetyczne