Вопрос 2. Поляризаторы. Степень поляризации. Закон Малюса.
Плоско поляризованный свет можно получить из естественного света с помощью приборов, называемых поляризаторами. Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которая называется плоскостью поляризатора, и полностью или частично задерживают колебания, перпендикулярные к этой плоскости. Поляризатор, задерживающий перпендикулярные к его плоскости колебания только частично, называется несовершенным. Просто поляризатором называется идеальный поляризатор, полностью задерживающий колебания, перпендикулярные к его плоскости, и не ослабляющий колебаний, параллельных плоскости.
На
выходе из несовершенного поляризатора
получается свет, в котором колебания
одного
направления преобладают над колебаниями
других направлений. Такой свет называется частично поляризованным.
Его можно рассматривать как смесь
естественного и плоско
поляризованного света. Частично
поляризованный свет, как и естественный,
можно представить
в виде наложения двух некогерентных
плоско поляризованных электромагнитных
волн с взаимно перпендикулярными
плоскостями
колебаний вектора напряженности
электрического поля. В случае естественного
света интенсивность
этих волн одинакова, а в случае частично
поляризованного – разная.
Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении поляризатора вокруг направления луча интенсивность прошедшего света будет изменяться в пределах от максимального Imax до минимального Imin значений. Изменение интенсивности от одного из этих значений к другому будет совершаться при повороте поляризатора на угол, равный p/2, т.е. за один полный оборот два раза будет достигаться максимальное и два раза минимальное значение интенсивности. Величина
P = (Imax – Imin)/( Imax + Imin) (12.
3)
называется степенью поляризации света. Для плоско поляризованного света Imin = 0 и Р = 1; для естественного света Imax
Рассмотрим прохождение света через два поляризатора. Поставим на пути естественного луча два поляризатора Р1 и Р2, плоскости поляризации которых образуют угол j. Из первого поляризатора выйдет плоско поляризованный свет, интенсивность которого I0 составляет половину интенсивности естественного света, т.е.
Тогда
сквозь поляризатор Р2 пройдет
составляющая колебания с амплитудой А = а0 соsj.
Следовательно,
интенсивность
прошедшего света I
определяется выражением:
I = I 0 соs2, (12.4)
которое представляет собой закон Малюса.
Таким образом, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора, равна
I = (Iестcos2j)/2. (12.5)
Максимальная, интенсивность, равная (1/2)Iест получается при j = 0 (поляризаторы параллельны). При j = p/2 интенсивность равна нулю –скрещенные поляризаторы света не пропускают.
В
случае света, поляризованного по кругу,
вращение поляризатора не сопровождается
(как и в случае естественного света)
изменением интенсивности света,
прошедшего через
поляризатор.
Контрольные вопросы:
1. Какие возможны состояния поляризации света?
2. Что называется естественным светом? плоскополяризованным
светом? частично поляризованным светом? эллиптически поляризован-
ным светом?
3. Как изменяется интенсивность света за поляризатором при его
вращении вокруг пучка естественного света?
4. Как практически отличить плоскополяризованный свет от есте-
ственного?
5. Что такое степень поляризации света?
6. Почему в законе Малюса интенсивность света, прошедшего через анализатор, пропорциональна cos2φ?
Степень поляризации света, закон Малюса
Если частично поляризованный свет пропустить через поляризатор и поворачивать прибор вокруг луча на угол , интенсивность прошедшего света будет меняться от до .
Степень поляризации света
Для плоскополяризованного света ,
для естественного света
рис.3.4.1. Колебания амплитуды А, совершающиеся в плоскости, образующей с плоскостью поляризатора угол j, можно разложить на два колебания с амплитудами и .
Первое колебание пройдет через прибор, второе будет задержано.
Интенсивность прошедшей волны пропорциональна , т.е. равна , колебание, параллельное плоскости поляризатора, несет долю интенсивности .
В естественном свете все значения j равновероятны, поэтому доля света, прошедшего через поляризатор, равна среднему значению , т.е.1/2.
При вращении поляризатора вокруг направления естественного луча интенсивность прошедшего света остается одной и той же, изменяется лишь ориентация плоскости колебаний света, выходящего из прибора.
рис.3.4.2 Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет амплитуды и интенсивности .
Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой
,
где j – угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора.
Тогда интенсивность прошедшего света
– закон Малюса.
Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
Расчет стоимостиГарантииОтзывы
Если на пути луча поставить два поляризатора, плоскости которых образуют угол j, то
- из первого поляризатора выйдет плоскополяризованный свет с интенсивностью
,
где – интенсивность естественного света,
- а из второго поляризатора выйдет свет с интенсивностью
,
- и интенсивность света, прошедшего через оба поляризатора, равна
Максимальная интенсивность получается при (поляризаторы параллельны),
минимальная интенсивность равна нулю при – скрещенные поляризаторы не пропускают.
рис.3.4.3 Если на поляризатор падает эллиптически поляризованный свет, поляризатор пропускает составляющую вектора . Максимальное значение этой составляющей достигается в точках 1 и 2, и амплитуда вышедшего из прибора плоскополяризованного света равна длине отрезка 01′.
При вращении поляризатора вокруг направления луча интенсивность меняется в пределах :
- от ( при совпадении плоскости поляризатора с большой полуосью эллипса)
- до ( при совпадении плоскости поляризатора с малой полуосью эллипса). Такой же характер изменения интенсивности при вращении поляризатора получается и в случае частично поляризованного света.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Реферат
От 250 руб
Контрольная работа
Степень поляризации света, закон Малюса
От 250 руб
Курсовая работа
Степень поляризации света, закон Малюса
От 700 руб
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Как определить степень поляризации моей поляризованной пленки?
спросил
Изменено 10 месяцев назад
Просмотрено 11 тысяч раз
$\begingroup$
У меня завалялся кусок пленки с круговой или линейной поляризацией, однако я не знаю степени поляризации пленки.
Как я могу проверить, какова степень поляризации. У меня есть свой монитор и другие экраны, чтобы протестировать его, но опять же я не знаю степень поляризации монитора. Кто-нибудь может помочь?
- поляризация
$\endgroup$
6
$\begingroup$
Наверняка вам нужен второй поляризатор с известными свойствами.
В лаборатории мы, конечно, можем использовать что-то необычное, например, призму Глана-Тейлора, но это не обязательно. Самый простой способ — использовать в качестве поляризатора кусок плоского стекла, повернутый на угол Брюстера. Для обычного стекла угол Брюстера составляет ~56,62°.
Имейте в виду, что многие линейные поляризаторы для фотографии преобразуют линейный свет в круговую поляризацию после фильтра (чтобы он не мешал системе фокусировки цифровых зеркальных камер, что гораздо менее важно для беззеркальных).
$\endgroup$
$\begingroup$
Возможно, я ошибаюсь, но найдите плоскую ровную блестящую поверхность, например, стеклянную столешницу, и встаньте так, чтобы вы могли видеть хорошее сильное отражение. Внизу, где угол отражения широкий, лучше. Фотоны, идущие к вам, должны быть поляризованы в основном горизонтально. Посмотрите через поляризатор на отражение и медленно вращайте его. Он должен становиться темнее, когда поляризатор расположен вертикально, и ярче, когда поляризатор расположен горизонтально.
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Вы можете использовать кисти Хайдингера, чтобы увидеть поляризацию вашего ЖК-дисплея своими глазами, а затем использовать это, чтобы найти поляризацию вашего фильтра.
$\endgroup$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Поляризация
Поляризация РУКОВОДСТВО ПО ДИАФРАГМЕ
Поляризация
анализ
Команда POLAR вычисляет угол и уровень поляризации по 3 изображениям, полученным с помощью
поляризационный фильтр под углами 0, 60 и 120. Синтаксис:
ПОЛЯРНЫЙ [0] [60] [120] [ГРАДУС] [УГОЛ] [МАСШТАБ]
Три параметра [0],
[60] и [120] — названия трех соответствующих изображений. Два
результирующие изображения содержат уровень линейной поляризации (файл изображения [градус]) и угол поляризации (изображение
файл [угол]),
соответственно. Параметр [шкала] позволяет нормировать уровни степени поляризации
изображение. Если [масштаб]=100, изображение будет содержать поляризацию
степень в процентах. Интенсивности на изображении угла поляризации соответствуют
степени поляризации (от 0 до 180). Начало угла соответствует
фильтр с ориентацией 0. Углы ориентированы против часовой стрелки.
Пример:
>ПОЛЯР P0 P60 P120 ПОЛЯРНЫЙ УГОЛ 100
POLAR2 задает угол и степень поляризации по 4 изображениям, полученным с помощью поляризационный фильтр под углами 0, 45, 90 и 135. Четыре параметра [0], [45], [90] и [135] содержат названия четырех соответствующих изображений. За следующие параметры см. в команде POLAR. Синтаксис:
ПОЛЯР2 [0] [45] [90] [135] [ГРАДУС] [УГОЛ] [МАСШТАБ]
Для приложения мы собираемся обработать набор из четырех изображений Мессье.
1 изображения, полученные через поляризационный фильтр с четырьмя позиционными углами, отстоящими друг от друга на 45°. Этот
фильтр был помещен непосредственно перед ПЗС-детектором. Время экспозиции составляет
идентичны для четырех изображений, которые называются MP1.PIC, MP2.PIC, MP3.PIC и
MP4.PIC. Сигнал смещения был вычтен из каждого из этих изображений (см. SUB ), и они были тщательно отцентрированы с точностью до доли секунды.
пикселя относительно друг друга.
Резкое изменение аспекта туманности М1 для разных углов поляроидного анализатора: 0, 45, 90 и 135. 60-см телескоп обсерватории Пик дю Миди. поляризация здесь около 30%.
Затем
>POLAR2 MP1 MP2 MP3 MP4 P A 100 > ЗАГРУЗИТЬ П >ВИСУ 5 0
Уровни интенсивности в изображении P.PIC являются переводом степени поляризации.
Поляризация
поле M1, наложенное на серое изображение (слева) и изофотное изображение (справа).
Поляризационное изображение обработано командой POLAR Iris. Карта создана
командой POLAR_CARTO (см.
ниже) и просто добавляется к изображению в градациях серого или изофотному изображению.
изображение ( ДОБАВИТЬ команда) |
POLAR3 такой же, как POLAR , но только для трех углов: 0, 45 и 90 поляроида
анализатор.
Синтаксис:
POLAR3 [0] [45] [90] [ГРАДУС] [УГОЛ] [МАСШТАБ]
Команда POLAR_CARTO создает карту поляризации из изображения, содержащего величина поляризации и изображение, содержащее угол поляризации (в градусов). Выходное изображение формируется из небольших векторов, длина которых равна пропорциональна степени поляризации и чья ориентация равна угол поляризации. Угол 0 соответствует вертикальному вектору. Центр вектора находится в точке, где был выполнен расчет. Синтаксис
POLAR_CARTO [ГРАДУС] [УГОЛ] [ШАГ] [МАСШТАБ]
[MAGNITUDE] — название изображения магнитуды поляризации, а [ANGLE] — угол имя изображения. Расчет векторов выполняется на пересечении сетка, размер шага которой в пикселях содержится в параметре [STEP]. Обратите внимание, что отображаемый результат является средним значением степени поляризации и углы поляризации, рассчитанные для зоны размером [ШАГ] с центром в точка.
Параметр [SCALE] регулирует длину векторов в зависимости от
скорость поляризации.
Выражается в пикселях на процент поляризации (если
степень поляризации сама в процентах).
Пример
>POLAR_CARTO POL ANGLE 10 30
Рисует карту поляризации из изображений POL и ANGLE. Расчет размер шага составляет 10 пикселей, а каждый сегмент имеет длину 30 пикселей на процент поляризации.
|
Поляризация
Луны. |
