Tài liệu Sự phân cực của ánh sáng docx

„ Mô hình nghiên cứu „ Sự phân cực: bản chất & nguyên nhân „ Tóm lược lịch sử phát hiện và nghiên cứu hiện tượng „ Ứng dụng „ Môi trường dị hướng - Tinh thể „ Môi trường dị hướng „ Tinh

Th.S Trương Tinh Hà Khoa Vật Lý - Trường Đại Học Sư Phạm TP.HCM

Website: tinhha.centea.org Email: ttinhha@yahoo.com

Nội dung nghiên cứu

„ Sự phân cực là gì?

„ Mô hình nghiên cứu

„ Sự phân cực: bản chất & nguyên nhân

„ Tóm lược lịch sử phát hiện và nghiên cứu hiện tượng

„ Ứng dụng

„ Môi trường dị hướng - Tinh thể

„ Môi trường dị hướng

„ Tinh thể là gì? - Tinh thể thạch anh và đá băng lan

„ Hiện tượng lưỡng chiết

„ Bề mặt sóng trong môi trường dị hướng

„ Quang trục

„ Công thức của một ellipsoid tròn xoay

„ Hình ảnh của các bề mặt sóng

„ Một vài ví dụ

Tất cả các hiện tượng quang học đang được

biết đến hiện nay bao gồm luôn cả tương tác

với nguyên tử, phân tử và vật rắn

Lý thuyết lượng

tử của electron

Điện động lực

Quang học sóng điện từ Trường ánh sáng và tương tác với vật chất

Giao thoa, nhiễu xạ và tạo ảnh

không tính đến sự phân cực

Quang học sóng

Truyền và tạo ảnh qua vật có

kích thước

>>λ

Sự phân cực là gì?

điện từ (electromagnetic wave theory)

Ö ánh sáng là sóng điện từ

dao động bị giới hạn phương dao động.

„ Ánh sáng tự nhiên: Vector E dao động theo mọi

phương

„ Ánh sáng phân cực: Phương dao động của vector

E không còn tính đối xứng xung quanh phương

truyền nữa

Minh họa

Sóng điện từ lan truyền theo phương Ox

Minh họa

Minh họa

Tóm lược lịch sử (1)

„ Hiện tượng phân cực đã bắt đầu được chú ý và

nghiên cứu từ năm 1669, sau đó liên tục thu hút sự

quan tâm của các nhà khoa học

„ Các thủy thủ sau chuyến đi đến Iceland, khi quay vềCopenhagen đã đem theo các tinh thể trong suốt và

xinh đẹp, có những đặc tính lý thú: hình ảnh của mộtvật khi được nhìn qua những tinh thể này sẽ được

nhân đôi

Tóm lược lịch sử (2)

„ Năm 1669, nhà toán học, vật lý

học người Đan Mạch Erasmus

Bartholinus nghiên cứu hiện

tượng trên, thực hiện các thí

nghiệm và cho xuất bản một tập

khảo cứu dày 60 trang mô tả đầy

đủ về hiện tượng nhân đôi hình

ảnh của một vật khi nhìn vật qua

tinh thể

Ö Tài liệu khoa học đầu tiên về vấn

đề phân cực.

Lịch sử nghiên cứu hiện tượng phân cực của ánh sáng

Lịch sử nghiên cứu hiện tượng phân cực của ánh sáng

Ứng dụng

„ Hiện tượng phân cực hiện diện rộng khắp

trong tự nhiên: cầu vồng, ánh sáng phản xạ

trên mặt hồ, trên mặt đường,

„ Được các sinh vật sử dụng: bạch tuộc,

ong,

„ Được con người sử dụng rộng rãi trong đời

sống hàng ngày: kính mát, màn hình tinh

thể lỏng, kính hiển vi phân cực,

Môi trường dị hướng - Tinh thể

„ Môi trường dị hướng: môi trường có tính chất thay đổitheo phương VD: tính đàn hồi, biến dạng trượt, độ

„ Phần lớn tinh thể có tính dị hướng.

Vài cấu trúc tinh thể

Tinh thể thạch anh

„ Tinh thể thạch anh: Quartz

„ Hợp chất: SiO2

Tinh thể đá băng lan

„ Tinh thể đá băng lan:

Iceland spar, calcite

spath

„ Hợp chất: CaCO3

Hiện tượng lưỡng chiết

„ Hiện tượng lưỡng chiết:

double refraction,

birefringence

„ Nguyên nhân: do tương

tác giữa sóng điện từ và

môi trường dị hướng

Một tia sáng truyền qua

tinh thể thì trở thành hai

tia phân biệt

„ Kết quả: có hai ảnh của

cùng một vật

Một số hình ảnh

Bề mặt sóng trong môi trường dị hướng

„ Khi ánh sáng truyền trong môi trường dị hướng, chúng

sẽ truyền với các vận tốc khác nhau theo các phươngkhác nhau

„ Quang trục: những phương đặc biệt trong tinh thể màánh sáng khi truyền theo phương này thì giống như khitruyền trong môi trường đẳng hướng

„ Tia thường có bề mặt sóng là hình cầu

„ Tia bất thường có bề mặt sóng là hình ellipsoid tròn

xoay, trục đối xứng tròn xoay là trục quang học

Công thức của ellipsoid tròn xoay

„ Hình cầu trong hệ toạ độ Oxyz có dạng:

„ Ellipsoid tròn xoay trong hệ Oxyz có dạng:

+

a

z a

y a

x

1

2

2 2

2 2

2

=+

+

b

z a

y a

x

Hình ảnh của các bề mặt sóng

„ Tia thường: sóng cầu

„ Tia bất thường: ellipsoid tròn xoay

Bề mặt sóng trong tinh thể dương

„ Trong tinh thể dương:

(thạch anh, )

no< ne

nên vo > ve

Bề mặt sóng trong tinh thể âm

„ Trong tinh thể âm: (đá

Một vài ví dụ

Vẽ bề mặt sóng của tia thường và tia bất

thường trong tinh thể đá băng lan.

ωo

ωe

Một vài ví dụ

Vẽ bề mặt sóng của tia thường và tia bất

thường trong tinh thể đá băng lan.

ωo

ωe

Tài liệu tham khảo

„ Tìm kiếm trên www.google.com.vn với từ

khóa polarization , iceland spath , quartz ,

crystal , double refraction , birefringence ,