uy » 8-sinf » Fizikada yorug'likning qutblanishi nima. Tabiatdagi qutblangan yorug'lik. Tarixda va kundalik hayotda yorug'lik polarizatsiyasining qo'llanilishi

Fizikada yorug'likning qutblanishi nima. Tabiatdagi qutblangan yorug'lik. Tarixda va kundalik hayotda yorug'lik polarizatsiyasining qo'llanilishi

To'lqinning tarqalish yo'nalishi;

Doiraviy polarizatsiya - induksiya vektorining aylanish yo'nalishiga qarab o'ng yoki chap;

Elliptik polarizatsiya - dumaloq va chiziqli qutblanishlar orasidagi oraliq holat.

Inkogerent nurlanish qutblanishi yoki yuqoridagi usullardan birortasi bilan toʻliq yoki qisman qutblanishi mumkin emas. Bunday holda, polarizatsiya tushunchasi statistik jihatdan tushuniladi.

Polarizatsiyani nazariy ko'rib chiqishda to'lqin gorizontal ravishda tarqaladi deb taxmin qilinadi. Keyin to'lqinning vertikal va gorizontal chiziqli polarizatsiyasi haqida gapirishimiz mumkin.

Chiziqli Doiraviy Elliptik

Hodisalar nazariyasi

Elektromagnit to'lqinni (nazariy va amaliy jihatdan) ikkita qutblangan komponentga ajratish mumkin, masalan, vertikal va gorizontal qutblangan. Boshqa kengayishlar, masalan, o'zaro perpendikulyar yo'nalishlarning boshqa juftligida yoki chap va o'ng dumaloq polarizatsiyaga ega bo'lgan ikkita komponentda mumkin. Chiziqli polarizatsiyalangan to'lqinni dumaloq polarizatsiyaga (yoki aksincha) kengaytirishga harakat qilganda, ikkita yarim intensivlik komponenti paydo bo'ladi.

Kvant va klassik nuqtai nazardan, qutblanish ikki o'lchovli kompleks vektor bilan tavsiflanishi mumkin ( Jons vektori). Foton polarizatsiyasi q-bitning amalga oshirilishidan biridir.

Antenna nurlanishi odatda chiziqli polarizatsiyaga ega.

Sirtdan aks etganda yorug'likning qutblanishini o'zgartirib, sirt tuzilishini, optik konstantalarni va namuna qalinligini baholash mumkin.

Agar tarqalgan yorug'lik qutblangan bo'lsa, u holda boshqa polarizatsiyaga ega polarizatsiya filtri yordamida yorug'lik o'tishini cheklash mumkin. Polarizatorlardan o'tadigan yorug'likning intensivligi Malus qonuniga bo'ysunadi. LCD displeylar ushbu printsip asosida ishlaydi.

Ba'zi tirik mavjudotlar, masalan, asalarilar yorug'likning chiziqli polarizatsiyasini ajrata oladi, bu ularga qo'shimcha funktsiyalar kosmosda orientatsiya uchun. Ayrim hayvonlar, masalan, tovus mantis qisqichbaqasi aylana qutblangan yorug'likni, ya'ni aylana qutblanishli yorug'likni ajrata olishi aniqlandi.

Kashfiyot tarixi

Qutblangan yorug'lik to'lqinlarining kashfiyotidan oldin ko'plab olimlar ishlagan. 1669-yilda daniyalik olim E.Bartolin ohakli shpat (CaCO3) kristallari bilan oʻtkazgan tajribalari haqida, koʻpincha oddiy rombedr shaklida boʻlib, ularni Islandiyadan qaytgan dengizchilar olib kelganligi haqida maʼlumot berdi. U kristalldan o‘tayotgan yorug‘lik dastasi ikki nurga (hozir oddiy va g‘ayrioddiy deb ataladi) ajralishini ko‘rib hayron bo‘ldi. Bartolin o'zi tomonidan kashf etilgan qo'sh sinishi hodisasini chuqur o'rgandi, ammo u izoh bera olmadi. E.Bartolin tajribalaridan 20 yil oʻtib, uning kashfiyoti golland olimi X.Gyuygensning eʼtiborini tortdi. Uning o'zi Islandiya shpak kristallarining xususiyatlarini o'rganishni boshladi va yorug'likning to'lqin nazariyasi asosida qo'sh sinishi hodisasiga izoh berdi. Shu bilan birga, u kristalning optik o'qi haqida muhim tushunchani kiritdi, uning atrofida aylanish jarayonida kristalning xususiyatlarining anizotropiyasi, ya'ni ularning yo'nalishga bog'liqligi (albatta, hamma kristallarda ham bunday o'q mavjud emas) ). O'z tajribalarida Gyuygens Bartolindan uzoqroqqa o'tib, Islandiya shpati kristalidan chiqqan ikkala nurni ikkinchi o'xshash kristall orqali o'tkazdi. Ma'lum bo'lishicha, agar ikkala kristalning optik o'qlari parallel bo'lsa, bu nurlarning keyingi parchalanishi endi sodir bo'lmaydi. Agar ikkinchi rombedr oddiy nurning tarqalish yo'nalishi bo'yicha 180 gradusga aylantirilsa, ikkinchi kristaldan o'tayotganda favqulodda nur birinchi kristaldagi siljishga teskari yo'nalishda siljishni boshdan kechiradi va ikkala nur ham keladi. bir nurga ulangan bunday tizimdan. Bundan tashqari, kristallarning optik o'qlari orasidagi burchakka qarab, oddiy va favqulodda nurlarning intensivligi o'zgarishi aniqlandi. Ushbu tadqiqotlar Gyuygensni yorug'likning qutblanish hodisasini kashf etishga yaqin qildi, ammo u hal qiluvchi qadam tashlay olmadi, chunki uning nazariyasida yorug'lik to'lqinlari bo'ylama deb faraz qilingan. X.Gyuygensning tajribalarini tushuntirish uchun yorug'likning korpuskulyar nazariyasiga amal qilgan I.Nyuton yorug'lik nurining eksenel simmetriyasining yo'qligi haqidagi g'oyani ilgari surdi va shu bilan yorug'likning qutblanishini tushunishga muhim qadam qo'ydi. . 1808 yilda frantsuz fizigi E.Malus island shpazi bo'lagi orqali Parijdagi Lyuksemburg saroyi derazalariga botayotgan quyosh nurlarida porlab qarab turib, kristalning ma'lum bir pozitsiyasida faqat bitta rasm ko'rindi. Shu va boshqa tajribalarga asoslanib, Nyutonning yorug'likning korpuskulyar nazariyasiga tayanib, u korpuskulalar quyosh nuri tasodifiy yo'naltirilgan bo'ladi, lekin ular biron bir sirtdan aks ettirilgandan yoki anizotrop kristaldan o'tib, ma'lum bir yo'nalishga ega bo'ladilar. Bunday "tartibli" yorug'likni u polarizatsiya deb atagan.

Stokes parametrlari

Polarizatsiyani Puankare sferasida Stokes parametrlari bo'yicha tasvirlash

Umuman olganda, tekis monoxromatik to'lqin o'ng yoki chap elliptik polarizatsiyaga ega. Ellipsning to'liq xarakteristikasi uchta parametr bilan beriladi, masalan, polarizatsiya ellipsi yozilgan to'rtburchak tomonlarining yarim uzunliklari. A 1 , A 2 va fazalar farqi ph, yoki ellipsning yarim o'qlari a , b va eksa orasidagi burchak ps x va ellipsning asosiy o'qi. Stokes parametrlari asosida elliptik qutblangan to'lqinni tasvirlash qulay:

, ,

Ulardan faqat uchtasi mustaqildir, chunki shaxs haqiqatdir:

Ifodasi bilan aniqlangan ch yordamchi burchakni kiritsak (belgi o'ngga, va - chap qutblanishga to'g'ri keladi), u holda Stokes parametrlari uchun quyidagi ifodalarni olishimiz mumkin:

Ushbu formulalar asosida yorug'lik to'lqinining qutblanishini aniq geometrik tarzda tavsiflash mumkin. Bunda Stokes parametrlari , , deb talqin qilinadi Dekart koordinatalari radiusli shar yuzasida nuqta. Burchaklar va bu nuqtaning sferik burchak koordinatalari ma'nosiga ega. Bunday geometrik tasvirni Puankare taklif qilgan, shuning uchun bu sfera Puankare sferasi deb ataladi.

, bilan bir qatorda normalangan Stokes parametrlari , , ham ishlatiladi. Polarizatsiyalangan yorug'lik uchun .

Shuningdek qarang

Adabiyot

Axmanov S.A., Nikitin S.Yu. - Fizika optika, 2-nashr, M. - 2004 y.
Born M., Wolf E. - Optika asoslari, 2-nashr, qayta ko'rib chiqilgan, trans. ingliz tilidan, M. - 1973 yil

Eslatmalar

Wikimedia fondi. 2010 yil.

To'lqinlarning polarizatsiyasi
Foton polarizatsiyasi

Boshqa lug'atlarda "Nurning qutblanishi" nima ekanligini ko'ring:

YOrug'likning qutblanishi- jismoniy. optik xarakteristikasi. yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalang anizotropiyasini tavsiflovchi nurlanish, ya'ni ekvivalent bo'lmagan dek. yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi yo'nalishlar. Yorug'lik nurining ko'ndalang anizotropiyasining birinchi ko'rsatkichlari olindi ... Jismoniy entsiklopediya

YOrug'likning qutblanishi Zamonaviy entsiklopediya

Nurning polarizatsiyasi- Yorug'likning qutblanishi, yorug'likning tarqalishiga perpendikulyar tekislikdagi yorug'lik to'lqinining elektr E va magnit H maydonlarining intensivlik vektori yo'nalishidagi tartiblilik. Yorug'likning chiziqli polarizatsiyasi mavjud, E o'zgarmas bo'lganda ... ... Illustrated entsiklopedik lug'at

yorug'lik polarizatsiyasi- qutblanish Yorug'likning magnit va elektr vektorlari orientatsiyasining fazoviy-vaqt tartibi bilan tavsiflangan xususiyati. Izohlar 1. Buyurtma turlariga ko'ra ular quyidagilardan ajralib turadi: chiziqli polarizatsiya, elliptik ... ...

YOrug'likning qutblanishi- (lot. polusdan). Yorug'lik nurlarining aks ettirilgan yoki sinishi natijasida ma'lum yo'nalishlarda aks etish yoki qayta sinish qobiliyatini yo'qotadigan xususiyati. Rus tiliga kiritilgan xorijiy so'zlarning lug'ati. Chudinov A.N.,…… Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati

YOrug'likning qutblanishi- yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi yorug'lik to'lqinining elektr E va magnit H maydonlarining intensivlik vektorlari yo'nalishidagi tartiblilik. E doimiy yo'nalishni saqlab turganda yorug'likning chiziqli qutblanishini ajrating (tekislik bo'yicha ... ... Katta ensiklopedik lug'at

qutblanish [yorug'lik]- yorug'lik to'lqinining elektromagnit maydoni vektorining yorug'lik nurining tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikdagi yo'nalishining tartibliligi; Polarizatsiya qiluvchi mikroskopni loyihalashda P. printsipi qo'llaniladi [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. ... ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma

yorug'lik polarizatsiyasi- yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi yorug'lik to'lqinining elektr E va magnit H maydonlarining kuchlari vektorlarining yo'nalishidagi tartiblilik. E doimiy yo'nalishni saqlab turganda yorug'likning chiziqli polarizatsiyasini ajrating (tekislik ... ... ensiklopedik lug'at

qutblanish [yorug'lik]- polarizatsiya polarizatsiyasi [yorug'likning]. Yorug'lik nurining tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikda yorug'lik to'lqinining elektromagnit maydoni vektorining yo'nalishini tartibga solish; Polarizatsiya qiluvchi mikroskopni loyihalashda P. tamoyili qoʻllaniladi ... Molekulyar biologiya va genetika. Izohli lug'at.

yorug'lik polarizatsiyasi- šviesos poliarizacija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. yorug'lik vokning polarizatsiyasi. Lixtpolyarizatsiya, f rus. yorug'lik qutblanishi, f pranc. polarization de la lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Nurning polarizatsiyasi

3-ma'ruza

Biz buni bilamiz yorug'lik - bu elektromagnit to'lqin, buning uchun va vektorlarining o'zgarishi o'zaro tekislikda chastota bilan sodir bo'ladi, quyidagicha yoziladi:

Vektor ko'zga fiziologik ta'sir ko'rsatadi. Ko'rinadigan to'lqin uzunligi diapazoni: (0,38 ÷ 0,760) mkm yoki (0,38 ÷ 0,76) 10 -6 m yoki (400 ÷ 760) nm. Ko'zning eng yuqori sezuvchanligi λ = 550 mikron (yashil chiroq).

Keling, buni eslaylik siljish to'lqinlari ularning tarqalish yo'nalishi bo'yicha tebranishlar sodir bo'ladiganlar deyiladi. Elektromagnit to'lqinlar ko'ndalang .

Aytaylik, bizda yorug'lik manbai - cho'g'lanma chiroq bor. Yorug'lik ko'p atomlarning umumiy elektromagnit nurlanishidir. Chiroq chiqaradigan to'lqinlar kosmosda xaotik bo'lib, vektor uchun yo'naltirilgan bir-birini tezda almashtiradi (mos ravishda ). Bunday radiatsiya tabiiy yorug'lik .

Ikki o'zaro perpendikulyar tebranishlarni qo'shish natijasini eslang:

Fazalar farqi

Bir xil chastotali ikkita garmonik o'zaro perpendikulyar tebranishlarni qo'shganda, fazalar farqiga qarab, hosil bo'lgan vektorning oxiri bir tekislikda tebranishi yoki ellips bo'ylab (muayyan holatda, aylana bo'ylab) harakatlanishi mumkin.

Chiziqli polarizatsiya Elliptik polarizatsiya (o'ng, chap)

Elliptik polarizatsiya (o'ng, chap) doiraviy polarizatsiya (o'ng, chap) a = b

Shunday qilib, 2 ta kogerent tekislik-parallel to'lqinlarni qo'shganda, hosil bo'lgan to'lqin chiziqli polarizatsiya, elliptik qutblanish va dumaloq qutblanish mumkin. Polarizatsiya nomi shundan kelib chiqqan. Yorug'lik vektorining tebranishlari qandaydir tarzda tartibga solingan yorug'lik (yorug'lik nurlari) deyiladi qutblangan . qutblanish tekisligi vektorning tebranishlariga parallel tekislik deyiladi. Kelajakda biz doimo vektorning tebranish tekisligi haqida gapiramiz, chunki bu inson ko'ziga fiziologik ta'sir ko'rsatadigan vektor (yorug'lik intensivligi). Agar yorug'lik nurida barcha vektorlarning tebranishlari faqat ma'lum bir tekislikda sodir bo'lsa, bunday ko'ndalang to'lqin deyiladi. tekislik qutblangan yoki chiziqli qutblangan .

Qutblanish tekisligida yorug'lik nurlarining barcha vektorlari bu tebranish tekisligiga ega, r yorug'lik nurining tarqalish yo'nalishidir.

Chiziqli polarizatsiyalangan yorug'likni aniqlash va tahlil qilish uchun plitalar turmalin kristallaridan ma'lum bir tarzda kesiladi. Ma'lum bo'lishicha, tajribada ular yorug'lik tebranishlarini faqat vektorning ma'lum bir yo'nalishi bo'yicha o'tkazish qobiliyatiga ega.

Tabiiy yorug'likdan qutblangan yorug'lik hosil qiluvchi qurilmalar deyiladi polarizatorlar , va qutblangan yorug'likni aniqlaydigan va o'rganadigan asboblar analizatorlar . Polarizator va analizatorning umumiy nomi polaroidlar . Shuning uchun turmalin plitalari ham polarizator, ham analizator sifatida ishlatilishi mumkin. Tabiiy yorug'lik bir xil intensivlikdagi 2 ta yorug'lik nurlari sifatida ifodalanishi mumkin, lekin 2 o'zaro yo'nalishda qutblangan.

Maqsadlar:

Tarbiyaviy:

Tabiiy yorug'lik haqidagi tushunchangizni kengaytiring.
Yorug'likning qutblanish hodisasini aniqlang.
Talabalarga isbotlash uchun yorug'likning ko'ndalang xususiyatlarining ahamiyatini ko'rsating elektromagnit tabiat Sveta.

Tarbiyaviy: Dunyoqarash tafakkurini tarbiyalash.

Rivojlanayotgan: Mustaqil fikrlashni, zukkolikni, materialni tizimlashtirish, o'rganilgan material bo'yicha xulosa chiqarish qobiliyatini rivojlantirish.

Namoyishlar:

Materialning asosiy tarkibi: Qutblanish hodisasining ta’rifi. Tabiiy va qutblangan yorug'lik tushunchasi. Transvers yorug'lik to'lqinlari. Yorug'likning elektromagnit xususiyatini isbotlash. Polaroidlar, ularning qo'llanilishi, polarizator.

Reja.

Polarizatsiyaning kashf etilishi tarixi.
Tabiiy va chiziqli qutblangan yorug'lik tushunchasi.
Yorug'likning elektromagnit tabiatini isbotlash uchun polarizatsiya qiymati.
Mexanik tebranishlar bilan yorug'lik to'lqinining tebranishlarining analogiyasi.
Yorug'likning aks ettirish va sinishi paytida qutblanishi.
Moddaning optik faolligi va qutblanish tekisligining aylanishi.
Polarizatsiya hodisasining qo'llanilishi.
Xulosa qilish.

Darslar davomida

Doskaga ma’ruza mavzusi yoziladi, maqsad e’lon qilinadi, materialni taqdim etish tuzilishi aytiladi. Doskada nazorat savollari yozilgan bo‘lib, o‘quvchilar o‘qituvchi tomonidan material taqdim etilgandan keyin javob berishlari kerak. Polarizatsiya - yunoncha "polos", lat. "polus" - o'qning oxiri, qutb.

O'qituvchi: Yorug'likning qutblanishi tushunchasi optikaga 1706 yilda ingliz olimi Isaak Nyuton tomonidan kiritilgan va Jeyms Klerk Maksvell tomonidan tushuntirilgan. Yorug'likning to'lqin tabiatining rivojlanish bosqichida yorug'lik to'lqinlarining tabiati noma'lum edi, garchi eksperimental faktlar elektromagnit to'lqinlarning ko'ndalang tabiati foydasiga to'plangan edi.

O'qituvchi. Bajarish Uy vazifasi, tushunchalarni takrorlash kerak edi: elektromagnit to'lqin, ko'ndalang to'lqin, Maksvellning elektromagnit to'lqinlar haqidagi gipotezasi, to'lqin poezdi, tabiiy yorug'lik, kristal anizotropiya.

Elektromagnit to'lqin nima?

Talaba. Elektromagnit to'lqin - bu elektr va magnit maydon vektorlarining bir-biriga va to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan o'zaro bog'liq tebranishi.

Ko'ndalang to'lqin nima?

Ko'ndalang to'lqin - zarrachalar tebranishlari yo'nalishi to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan to'lqin.

Maksvell gipotezasi nuqtai nazaridan elektromagnit to'lqinlar nima?

Maksvell gipotezasiga ko'ra, elektromagnit to'lqinlar fazoda chekli tezlik - yorug'lik tezligi c=3 bilan tarqaladi va ko'ndalangdir.

To'lqinli poezd nima?

To'lqinli poezd - atom qo'zg'aluvchan holatda bo'lgan vaqt davomida alohida atom tomonidan chiqariladigan to'lqin: t=s.

O'qituvchi. Tabiiy yorug'lik nima?

Talaba. Tabiiy yorug'lik ko'plab atomlarning umumiy elektromagnit nurlanishidir, shuning uchun yorug'lik to'lqini tasodifiy o'zgaruvchan fazaga ega bo'lgan to'lqin poezdlari to'plamidir.

Yorug'lik vektori nurga perpendikulyar barcha yo'nalishlarda bir vaqtning o'zida tasodifiy o'zgarib turadigan yorug'lik tabiiy deyiladi.

Kristal anizotropiya nima?

Anizotropiya - bu qaramlik jismoniy xususiyatlar yo'nalishdan kristall.

O'qituvchi.

Birinchi marta island shpati bilan yorug'likning qutblanishi bo'yicha tajribalar 1690 yilda golland olimi X. Gyuygens tomonidan o'tkazildi. Gyuygens Islandiya shpati orqali yorug'lik nurini o'tkazib, yorug'lik nurining anizotropiyasi tufayli yorug'lik nurining ko'ndalang anizotropiyasini aniqladi. kristallning xossalari. Bu hodisa ikki sinishi deb ataladi. Agar kristall dastlabki nurning yo'nalishiga nisbatan aylantirilsa, u holda kristallni tark etgandan keyin ikkala nur ham aylanadi. 1809 yilda frantsuz muhandisi E. Malyu uning nomi bilan atalgan qonunni kashf etdi. Malus tajribalarida yorug'lik ketma-ket ikkita bir xil turmalin plastinkasidan o'tkazildi. Yorug'lik optik o'qga parallel ravishda kesilgan turmalin kristalining yuzasiga perpendikulyar yo'naltiriladi. Kristal nurning o'qi atrofida aylanganda, yorug'lik nurining intensivligining o'zgarishi sodir bo'lmaydi. Agar nur yo'liga birinchisiga o'xshash ikkinchi turmalin kristalli qo'yilgan bo'lsa, u holda bu plitalar orqali o'tadigan yorug'likning intensivligi Malus qonuniga ko'ra kristallarning o'qlari orasidagi a burchakka qarab o'zgaradi:

O'tkazilgan yorug'likning intensivligi ph ga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lib chiqdi. Uzunlamasına to'lqinda nurga perpendikulyar bo'lgan tekislikdagi barcha yo'nalishlar tengdir, shuning uchun na Malus qonuni, na qo'sh sinishi tushuntirib bera olmaydi. bu hodisa bo'ylama to'lqinlar nuqtai nazaridan.

O'qituvchi. Quyosh nurlari yo'lida siz vektor tebranishlarining barcha yo'nalishlaridan birini tanlaydigan maxsus qurilma - polarizatorni qo'yishingiz mumkin. Vektor tebranishlarining yo'nalishi qat'iy belgilangan yorug'lik chiziqli qutblangan yoki tekis qutblangan deb ataladi.

Yorug'likning qutblanishi ostida yorug'lik tebranishlarini tabiiy yorug'likdan elektr vektorining ma'lum bir yo'nalishi bilan ajratish tushuniladi.

Ikki polaroid, chiroq, ekran bilan tajriba.

Keling, kristalldan optik o'qiga parallel ravishda kesilgan ikkita bir xil to'rtburchak turmalin plitalari bilan tajriba o'tkazamiz. Kristalning optik o'qi yorug'lik vektori tebranadigan tekislikka parallel yo'nalishdir.

Keling, bir plastinkani boshqasiga qo'yamiz, shunda ularning o'qlari yo'nalishi bo'yicha mos keladi. Keling, buklangan juftlik orqali tor yorug'lik nurini o'tkazamiz.

Plitalardan birini aylantiramiz, shu bilan birga yorug'lik oqimining yorqinligi zaiflashishini va plastinka 90 ° ga aylanganda yorug'lik o'chib ketishini ta'kidlaymiz, ya'ni. kristallarning optik o'qlari orasidagi burchak 90 ° bo'ladi. Plitaning keyingi aylanishi bilan uzatiladigan yorug'lik oqimi yana ko'paya boshlaydi va plastinka 180 ° ga aylanganda, yorug'lik oqimining intensivligi yana bir xil bo'ladi. Dastlabki holatiga qaytib, nur yana zaiflashadi, minimaldan o'tadi va plastinka asl holatiga qaytganida avvalgi intensivligiga etadi. Shunday qilib, plastinka 360 ° aylantirilganda, ikkala plastinkadan o'tadigan yorug'lik oqimining yorqinligi ikki marta "maks" ga va ikki marta "min" ga etadi.

O'qituvchi: Yorug'lik oqimining yorqinligi o'zgarishining sababi nima? E'tibor bering, natija kristallarning qaysi biri aylanishiga va ular bir-biridan qanchalik uzoqda ekanligiga bog'liq emas. Keling, yana tajriba qilaylik.

Biz birinchi kristallni nur atrofida aylantiramiz.

Yorqinlikda o'zgarish bormi?

Talaba: Yo'q.

O'qituvchi: Biz ikkinchi kristallni nurga nisbatan aylantiramiz. Biz nimani kuzatmoqdamiz?

Talaba: Biz yorug'lik oqimining yorqinligi o'zgarishini ko'ramiz.

O'qituvchi: Yorug'lik manbasidan keladigan yorug'lik to'lqini haqida nima deyish mumkin? Uning birinchi kristalldan o'tgan to'lqindan farqi nimada?

Talaba: Turmalin kristalli yorug'lik tebranishlarini faqat o'z o'qiga nisbatan ma'lum bir tarzda yo'naltirilganda uzatishga qodir.

Yorug'lik manbasidan keladigan yorug'lik to'lqini ko'ndalang bo'lib, birinchi kristal anizotrop bo'lib, optik o'qga parallel ravishda bitta o'ziga xos tekislikda yotgan yorug'lik tebranishlarini uzatadi, shuning uchun ikkinchi kristal 90 ° ga aylantirilganda, optik burchaklar orasidagi burchak paydo bo'lganda. eksa 90 °, yorug'lik oqimi o'chadi.

O'qituvchi: Turmalin plitasining harakati shundaki, u elektr vektori optik o'qqa parallel bo'lgan tebranishlarni uzatadi. Vektori optik o'qqa perpendikulyar bo'lgan tebranishlar plastinka tomonidan yutiladi. Qutblanish hodisasi yorug'likning ko'ndalang to'lqin ekanligini isbotlaydi. Biz yorug'lik to'lqini elektromagnit to'lqinning alohida holati degan xulosaga keldik.

Kristaldan chiqqandan keyin yorug'lik tebranishlari sodir bo'ladigan tekislik tebranishlar tekisligidir.

Polarizatsiya tekisligi induksiya vektori tebranadigan tekislikdir.

Birinchi kristall orqali o'tgan yorug'lik to'lqini chiziqli qutblangan yoki tekis polarizatsiyalangan.

Notebook yozuvi: 1)Maksvell gipotezasi:

a) c= yorug'lik tezligidir.

Yaxshiroq tushunish uchun yorug'lik to'lqinining tebranishlari va mexanik tebranishlar o'rtasidagi o'xshashlikni keltiramiz.

Tajriba. Agar elektr dvigatel generatorining rotoriga rezina shnur ulangan bo'lsa, u holda shnur barcha yo'nalishlarda intensivlik vektorining tebranishiga o'xshash tebranadi. Shnurning yo'liga vertikal tirqish qo'ying.

Biz nimani kuzatmoqdamiz?

Talaba: Faqat o'sha tebranishlar o'tadi, ularning yo'nalishlari vertikal va tirqishga parallel.

Yorug'likning polarizatsiyasi aks ettirish va sinishi hodisalari paytida kuzatiladi, ya'ni. yorug'lik to'lqini media orasidagi interfeysga tushganda. Yoritilgan nurda tushish tekisligiga perpendikulyar tebranishlar ustunlik qiladi, singan nurda esa tushish tekisligiga parallel tebranishlar ustunlik qiladi.

Agar yorug'lik to'lqini bir hil muhitda tarqalsa, yorug'likning qutblanishi sodir bo'lmaydi. Dielektrik sirtdan aks etganda yorug'lik qisman qutblanadi.

Shakar, glyukoza, bir qator kislotalar eritmalari orqali o'tadigan yorug'lik to'lqini qutblanish tekisligining aylanishiga ega. Aylanish burchagi eritmadagi moddaning konsentratsiyasiga proportsionaldir. Bunday yechimlar optik jihatdan faoldir. Turli moddalardagi optik faollik darajasi har xil. Polarimetrlar aylanish burchagini o'lchash uchun ishlatiladi. Barcha faol moddalar uchun tebranish tekisligining burilish burchagi qatlam qalinligi va eritma konsentratsiyasiga mutanosibdir.

Notebook yozuvi:

Optik faol moddalar: shakar, glyukoza, ba'zi kislotalar.

Tebranish tekisligining aylanish burchagi: ,

TO- maxsus aylanish;
dan- diqqat,
l qatlam qalinligi hisoblanadi.

Polarimetr– optik faol moddalardagi qutblanish tekisligining burilish burchagini o‘lchash uchun qurilma.

Polarizatsiyani qo'llash.

Polarimetrlardan foydalanish:

oziq-ovqat sanoatida eritma, shakar (saxarimetrlar), oqsillar, turli organik kislotalar konsentratsiyasini aniqlash;
tibbiyotda qondagi qand kontsentratsiyasini polarizatsiya tekisligining burilish burchagi bilan aniqlash;

Polaroidlardan foydalanish:

vitrinalar, teatr dekoratsiyasini rasmiylashtirishda;
polarizatsiya filtrlari yordamida porlashni yo'q qilish uchun suratga olishda;
geofizikada - bulutlar tomonidan tarqalgan yorug'likning qutblanish xususiyatlarini aniqlashda bulutlarning xususiyatlarini o'rganishda.
Kosmik tadqiqotlarda qutblangan nurda tumanliklarni suratga olishda ular magnit maydonlarning tuzilishini o'rganadilar.
Avtotransportda - haydovchilarni kelayotgan transport vositalarining faralarining ko'r-ko'rona ta'siridan himoya qilish.
Muhandislik sohasida foydalanish fotoelastik usul a - mashina qismlarida yuzaga keladigan kuchlanishlarni o'rganish.

Savollarga javob berish orqali qisqacha xulosa qilamiz (slayd)

Qutblanish hodisasi yorug'lik to'lqinlarining qanday xossasini isbotlaydi?
Polarizatsiya deb nimaga aytiladi?
Alohida atomning nurlanishi nima?
Tabiiy yorug'lik nima?
Nima uchun yorug'likning qutblanish hodisasi yorug'likning elektromagnit to'lqinning alohida holati ekanligini isbotlaydi?
Suv yuzasidan aks ettirilgan yorug'lik qisman qutblangan. Buni polaroid yordamida qanday tekshirish mumkin?

Xulosa.

O'qituvchi: Darsda yorug'lik to'lqinlarining qanday xususiyati bilan tanishdingiz?

Darsda biz yorug'lik to'lqinlarining xususiyati - qutblanish bilan tanishdik. Yorug'likning anizotrop muhit - kristallar orqali o'tishida yorug'lik to'lqinlarining qutblanishi yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalangligini eksperimental tarzda isbotlaydi.

Yorug'lik vektorining tebranishlari ma'lum bir tekislikda sodir bo'ladigan yorug'lik to'lqini qutblangan deb ataladi. Tabiiy manba tomonidan ishlab chiqarilgan yorug'lik qutblanmaydi.

Adabiyot:

N.M. Godjaev "Optika", - Moskva: " o'rta maktab", 1977 yil.
Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Slobodskov. Fizika, optika, - Moskva: "Oliy maktab", 2003 yil.
A.A. Pinskiy Fizika, 11-sinf, - Moskva: "Ma'rifat", 2002 yil.

yorug'likning polarizatsiyasi. Asosiy nazariy ma'lumotlar

Yorug'likning qutblanishi hodisasi - yorug'lik to'lqini vektorining fazoda ma'lum bir yo'nalishining paydo bo'lishi hodisasi [asosiy adabiyotlar 1, 2, 3] .

Maksvell nazariyasidan ma'lumki, elektromagnit to'lqin ko'ndalang, ya'ni , bu erda to'lqinning tarqalish yo'nalishi. Tekislikdagi vektorning yo'nalishini quyidagi fikrlash va kuzatishlar orqali aniqlash mumkin.

Faraz qilaylik, birinchi navbatda vektor(1-rasm) belgilangan, ya'ni to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikdagi o'rnini o'zgartirmaydi. Bunda vektorning turli tekisliklarga proyeksiyalari o'tadi x, boshqacha bo'ladi.

Guruch. 1. va - to'lqinning tarqalish yo'nalishi bo'ylab o'tadigan ikkita ixtiyoriy tekislik x

Misol uchun, rasmda. 1 kv. , va kv. , qayerda tekisliklar orasidagi burchak va.

Vektorning tekislikdagi proektsiyalaridagi farq va to'lqin tekisliklarga nisbatan turli xil xususiyatlarni namoyon qilishiga olib kelishi kerak va .

Tajriba: umumiy holatda to'g'ridan-to'g'ri manbadan tarqaladigan to'lqinlar bunday xususiyatlarni ko'rsatmaydi. Olingan eksperimental fakt vektorning to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikdagi qo'zg'almas o'rni haqidagi yuqoridagi taxmin haqiqatga to'g'ri kelmasligini anglatadi.

Bunday xulosa nurlanishning tabiatiga mos keladi. dan yorug'lik to'lqini tabiiy manba alohida atomlar chiqaradigan ko'plab to'lqin poezdlaridan iborat. Har bir poezd uchun tebranish tekisligi (ya'ni, to'lqin vektorining yo'nalishi va nurning yo'nalishi bo'ylab chizilgan tekislik) tasodifiy yo'naltirilgan. Shuning uchun, tabiiy yorug'likda, nurga perpendikulyar tekislikda, vektorning barcha mumkin bo'lgan yo'nalishlarining tebranishlari bir vaqtning o'zida mavjud (2-rasm). Ularni amalga oshirish ehtimoli bir xil.

Guruch. 2. Vektorli surat to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikdagi tabiiy yorug'lik

Shuning uchun, vektorning qiymati , kuzatish vaqti bo'yicha o'rtacha, nurning yo'nalishi bo'ylab o'tadigan har qanday tekislikda bir xil bo'ladi. Bu to'lqinning ushbu tekisliklarning har qandayiga nisbatan bir xil xususiyatlarni ko'rsatishiga olib kelishi kerak. Aynan shu narsa tajribada kuzatiladi.

Yorug'lik namoyon bo'lishining ba'zi jarayonlarini tahlil qilish qulayligi uchun tabiiy yorug'likni monoxromatik deb hisoblash mumkin bo'lgan barcha poezdlardan kelib chiqadigan ma'lum bir ko'ndalang to'lqin sifatida qaralishi mumkin, bunda vektorning tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikdagi yo'nalishi tez va tasodifiy bir-birini almashtiring [ qo'shimcha adabiyotlar 2, 3]

To'lqinning tarqalish yo'nalishi;

Doiraviy polarizatsiya - induksiya vektorining aylanish yo'nalishiga qarab o'ng yoki chap;

Elliptik polarizatsiya - dumaloq va chiziqli qutblanishlar orasidagi oraliq holat.

Inkogerent nurlanish qutblanishi yoki yuqoridagi usullardan birortasi bilan toʻliq yoki qisman qutblanishi mumkin emas. Bunday holda, polarizatsiya tushunchasi statistik jihatdan tushuniladi.

Polarizatsiyani nazariy ko'rib chiqishda to'lqin gorizontal ravishda tarqaladi deb taxmin qilinadi. Keyin to'lqinning vertikal va gorizontal chiziqli polarizatsiyasi haqida gapirishimiz mumkin.

Chiziqli Doiraviy Elliptik

Hodisalar nazariyasi

Kvant va klassik nuqtai nazardan, qutblanish ikki o'lchovli kompleks vektor bilan tavsiflanishi mumkin ( Jons vektori). Foton polarizatsiyasi q-bitning amalga oshirilishidan biridir.

Antenna nurlanishi odatda chiziqli polarizatsiyaga ega.

Sirtdan aks etganda yorug'likning qutblanishini o'zgartirib, sirt tuzilishini, optik konstantalarni va namuna qalinligini baholash mumkin.

Ba'zi tirik mavjudotlar, masalan, asalarilar yorug'likning chiziqli qutblanishini ajrata oladi, bu ularga kosmosda yo'naltirish uchun qo'shimcha imkoniyatlar beradi. Ayrim hayvonlar, masalan, tovus mantis qisqichbaqasi aylana qutblangan yorug'likni, ya'ni aylana qutblanishli yorug'likni ajrata olishi aniqlandi.

Kashfiyot tarixi

Qutblangan yorug'lik to'lqinlarining kashfiyotidan oldin ko'plab olimlar ishlagan. 1669-yilda daniyalik olim E.Bartolin ohakli shpati (CaCO3) kristallari bilan oʻtkazgan tajribalari haqida, koʻpincha oddiy rombedr koʻrinishida boʻlgan, ularni Islandiyadan qaytgan dengizchilar olib kelganligi haqida maʼlumot berdi. U kristalldan o‘tayotgan yorug‘lik dastasi ikki nurga (hozir oddiy va g‘ayrioddiy deb ataladi) ajralishini ko‘rib hayron bo‘ldi. Bartolin o'zi tomonidan kashf etilgan qo'sh sinishi hodisasini chuqur o'rgandi, ammo u izoh bera olmadi. E.Bartolin tajribalaridan 20 yil oʻtib, uning kashfiyoti golland olimi X.Gyuygensning eʼtiborini tortdi. Uning o'zi Islandiya shpak kristallarining xususiyatlarini o'rganishni boshladi va yorug'likning to'lqin nazariyasi asosida qo'sh sinishi hodisasiga izoh berdi. Shu bilan birga, u kristalning optik o'qi haqida muhim tushunchani kiritdi, uning atrofida aylanish jarayonida kristalning xususiyatlarining anizotropiyasi, ya'ni ularning yo'nalishga bog'liqligi (albatta, hamma kristallarda ham bunday o'q mavjud emas) ). O'z tajribalarida Gyuygens Bartolindan uzoqroqqa o'tib, Islandiya shpati kristalidan chiqqan ikkala nurni ikkinchi o'xshash kristall orqali o'tkazdi. Ma'lum bo'lishicha, agar ikkala kristalning optik o'qlari parallel bo'lsa, bu nurlarning keyingi parchalanishi endi sodir bo'lmaydi. Agar ikkinchi rombedr oddiy nurning tarqalish yo'nalishi bo'yicha 180 gradusga aylantirilsa, ikkinchi kristaldan o'tayotganda favqulodda nur birinchi kristaldagi siljishga teskari yo'nalishda siljishni boshdan kechiradi va ikkala nur ham keladi. bir nurga ulangan bunday tizimdan. Bundan tashqari, kristallarning optik o'qlari orasidagi burchakka qarab, oddiy va favqulodda nurlarning intensivligi o'zgarishi aniqlandi. Ushbu tadqiqotlar Gyuygensni yorug'likning qutblanish hodisasini kashf etishga yaqin qildi, ammo u hal qiluvchi qadam tashlay olmadi, chunki uning nazariyasida yorug'lik to'lqinlari bo'ylama deb faraz qilingan. X.Gyuygensning tajribalarini tushuntirish uchun yorug'likning korpuskulyar nazariyasiga amal qilgan I.Nyuton yorug'lik nurining eksenel simmetriyasining yo'qligi haqidagi g'oyani ilgari surdi va shu bilan yorug'likning qutblanishini tushunishga muhim qadam qo'ydi. . 1808 yilda frantsuz fizigi E.Malus island shpazi bo'lagi orqali Parijdagi Lyuksemburg saroyi derazalariga botayotgan quyosh nurlarida porlab qarab turib, kristalning ma'lum bir pozitsiyasida faqat bitta rasm ko'rindi. Shu va boshqa tajribalarga asoslanib, Nyutonning yorug‘likning korpuskulyar nazariyasiga asoslanib, u quyosh nuridagi korpuskulalar tasodifiy yo‘nalganligini, lekin sirtdan aks etgandan yoki anizotrop kristalldan o‘tgandan so‘ng ular ma’lum bir orientatsiyaga ega bo‘lishini taklif qildi. Bunday "tartibli" yorug'likni u polarizatsiya deb atagan.

Stokes parametrlari

Polarizatsiyani Puankare sferasida Stokes parametrlari bo'yicha tasvirlash

, ,

Ulardan faqat uchtasi mustaqildir, chunki shaxs haqiqatdir:

Ifodasi bilan aniqlangan ch yordamchi burchakni kiritsak (belgi o'ngga, va - chap qutblanishga to'g'ri keladi), u holda Stokes parametrlari uchun quyidagi ifodalarni olishimiz mumkin:

Ushbu formulalar asosida yorug'lik to'lqinining qutblanishini aniq geometrik tarzda tavsiflash mumkin. Bunda Stokes parametrlari , , radiusli shar yuzasida yotgan nuqtaning dekart koordinatalari sifatida talqin qilinadi. Burchaklar va bu nuqtaning sferik burchak koordinatalari ma'nosiga ega. Bunday geometrik tasvirni Puankare taklif qilgan, shuning uchun bu sfera Puankare sferasi deb ataladi.

, bilan bir qatorda normalangan Stokes parametrlari , , ham ishlatiladi. Polarizatsiyalangan yorug'lik uchun .

Shuningdek qarang

Adabiyot

Axmanov S.A., Nikitin S.Yu. - Fizika optika, 2-nashr, M. - 2004 y.
Born M., Wolf E. - Optika asoslari, 2-nashr, qayta ko'rib chiqilgan, trans. ingliz tilidan, M. - 1973 yil

Eslatmalar

Wikimedia fondi. 2010 yil.

Boshqa lug'atlarda "Nurning qutblanishi" nima ekanligini ko'ring:

fizika. optik xarakteristikasi. yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalang anizotropiyasini tavsiflovchi nurlanish, ya'ni ekvivalent bo'lmagan dek. yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi yo'nalishlar. Yorug'lik nurining ko'ndalang anizotropiyasining birinchi ko'rsatkichlari olindi ... Jismoniy entsiklopediya

Zamonaviy entsiklopediya

- (lot. polusdan). Yorug'lik nurlarining aks ettirilgan yoki sinishi natijasida ma'lum yo'nalishlarda aks etish yoki qayta sinish qobiliyatini yo'qotadigan xususiyati. Rus tiliga kiritilgan xorijiy so'zlarning lug'ati. Chudinov A.N.,…… Rus tilidagi xorijiy so'zlar lug'ati

Yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi yorug'lik to'lqinining elektr E va magnit H maydonlarining intensivlik vektorlarining yo'nalishidagi tartiblilik. E doimiy yo'nalishni saqlab turganda yorug'likning chiziqli qutblanishini ajrating (tekislik bo'yicha ... ... Katta ensiklopedik lug'at

Yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi yorug'lik to'lqinining elektr E va magnit H maydonlarining kuchlari vektorlarining yo'nalishidagi tartiblilik. E doimiy yo'nalishni saqlab turganda yorug'likning chiziqli polarizatsiyasini ajrating (tekislik ... ... ensiklopedik lug'at

Polarizatsiya polarizatsiyasi [yorug'likning]. Yorug'lik nurining tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar tekislikda yorug'lik to'lqinining elektromagnit maydoni vektorining yo'nalishini tartibga solish; Polarizatsiya qiluvchi mikroskopni loyihalashda P. tamoyili qoʻllaniladi ... Molekulyar biologiya va genetika. Izohli lug'at.

Koʻrishlar