Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Γραμμική Πόλωση Αρμονικό Η/Μ Κύμα (εδώ φαίνεται μόνο το Ηλεκτρικό Πεδίο) Εγκάρσιο Κύμα Επίπεδο Πόλωσης Ί Επίπεδο Ταλάντωσης του Ηλεκτρικού Πεδίου Είδη.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Γραμμική Πόλωση Αρμονικό Η/Μ Κύμα (εδώ φαίνεται μόνο το Ηλεκτρικό Πεδίο) Εγκάρσιο Κύμα Επίπεδο Πόλωσης Ί Επίπεδο Ταλάντωσης του Ηλεκτρικού Πεδίου Είδη."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Γραμμική Πόλωση Αρμονικό Η/Μ Κύμα (εδώ φαίνεται μόνο το Ηλεκτρικό Πεδίο) Εγκάρσιο Κύμα Επίπεδο Πόλωσης Ί Επίπεδο Ταλάντωσης του Ηλεκτρικού Πεδίου Είδη Πολώσεων:

2 Γραμμική Πόλωση i j E max,x E max,y Δφ = 0, 2π, 4π, …, 2mπ Ανάλυση σε δύο κάθετες συμφασικές συνιστώσες.

3 Είδη Πολώσεων:Κυκλική Πόλωση Ε max,x = E max,y = E max (1) (2)

4 i j E max EyEy ΕxΕx Είδη Πολώσεων:Κυκλική Πόλωση Το διάνυσμα του συνολικού Ηλεκτρικού Πεδίου έχει σταθερό μέτρο Ε max και διαγράφει ελικοειδή τροχιά. Η προβολή της τροχιάς σε επίπεδο κάθετο στη διεύθυνση διάδοσης (z) είναι κύκλος. Η μόνη διαφορά μεταξύ Δφ = + π/2 και Δφ = - π/2 είναι η φορά περιστροφής του διανύσματος. ω

5 Είδη Πολώσεων:Ελλειπτική Πόλωση Τυχούσα σταθερή σχέση μεταξύ των πλατών Ε max,x και E max,y και τυχούσα σταθερή διαφορά φάσης Δφ. i j α E max,y Ε max,x ω Το διάνυσμα του συνολικού Ηλεκτρικού Πεδίου διαγράφει ελικοειδή τροχιά με μέτρο που μεταβάλλεται μεταξύ μιας μέγιστης και μιας ελάχιστης τιμής. Η προβολή της τροχιάς σε επίπεδο κάθετο στη διεύθυνση διάδοσης (z) είναι έλλειψη.

6 Η ελλειπτική πόλωση περιλαμβάνει τη γραμμική και κυκλική ως μερικές υποπεριπτώσεις. Στη γενικότερη περίπτωση η κατάσταση της πόλωσης καθορίζεται από το λόγο E max,y /E max,x και τη διαφορά φάσης Δφ. Είδη Πολώσεων:Ελλειπτική Πόλωση Δφ = 0Δφ = πΔφ = π/2 i j E max,x E max,y α = 0 ω E max,x -E max,y E max,y E max,x

7 i j E max,y Ε max,x Είδη Πολώσεων:Φυσικό Φως Ένας δυνατός τρόπος περιγραφής του Φυσικού Φωτός  Ε max,x = E max,y = E max (1) (2) Η διαφορά φάσης είναι συνάρτηση του χρόνου, Δφ(t). Τα άτομα των συνηθισμένων φωτεινών πηγών ακτινοβολούν σύμφωνα (με σταθερή διαφορά φάσης) για χρονικό διάστημα Δt.

8 Πολωτές: Η αρχές λειτουργίας τους βασίζονται στην ανισοτροπία κάποιων από τις παρακάτω οπτικές ιδιότητες ορισμένων υλικών: Διχρωισμός (Επιλεκτική απορρόφηση που εξαρτάται από τη πόλωση). Διπλοθλαστικότητα (Διπλή διάθλαση - που εξαρτάται από τη διεύθυνση διάδοσης στο υλικό και τη πόλωση του φωτός). Ανάκλαση (Συντελεστής ανάκλασης που εξαρτάται από τη πόλωση). Σκέδαση (Επιλεκτική σκέδαση διαφορετικών πολώσεων σε διαφορετικές διευθύνσεις). Διατάξεις στις οποίες ότι όταν προσπέσει στην είσοδό τους Φυσικό Φως, λαμβάνεται στην έξοδό τους πολωμένο φως κάποιου είδους.

9 Οι ιδανικοί γραμμικοί πολωτές αυτού του είδους παρουσιάζουν μια χαρακτηριστική διεύθυνση (άξονας διέλευσης) τέτοια ώστε: Φως γραμμικά πολωμένο παράλληλα στον άξονα διαδίδεται χωρίς απώλειες. Φως γραμμικά πολωμένο κάθετα στον άξονα απορροφάται πλήρως. E max Δφ(t)Δφ(t) Τι γίνεται όμως όταν προσπέσει γραμμικά πολωμένο φως πάνω σε ένα τέτοιο ιδανικό γραμμικό πολωτή? Νόμος Malus: θ E max E Πολωτές:Γραμμική πόλωση - Διχρωϊσμός. Άξονας πολωτή Φυσικό Φως Άξονας πολωτή

10 Φυσικό Φως Π1Π1 Π2Π2 Π3Π3 θ 12 θ 13 θ 23 θ 12   θ 23 = θ 13 - θ 12 Ιδανικοί γραμμικοί πολωτές. Πολωτές:

11 Φυσικό Φως Π1Π1 Π2Π2 Π3Π3 θ 12 θ 13 θ 23 θ 12 Μη-ιδανικοί γραμμικοί πολωτές Πολωτές: Παρουσιάζουν απώλειες έντασης λόγω ανακλάσεων και μικρής απορρόφησης ακόμη και για κύμα πολωμένο κατά τη διεύθυνση του άξονα πόλωσης. Χαρακτηρίζονται από ένα συντελεστή διέλευσης Τ.

12 Για ιδανικό πολωτή στον οποίο προσπίπτει Φυσικό Φως έχουμε: Για μη-ιδανικό πολωτή Polaroid HN-32 στον οποίο προσπίπτει Φυσικό Φως έχουμε: Διότι για τους συγκεκριμένους πολωτές Τ=0.64 και συνεπώς Τ/2=0.32. Μη-ιδανικοί γραμμικοί πολωτές Polaroid HN-32. Πολωτές: Στη πράξη οι πολωτές παρουσιάζουν απώλειες έντασης λόγω ανακλάσεων και μικρής απορρόφησης ακόμη και για κύμα πολωμένο κατά τη διεύθυνση του άξονα πόλωσης. Χαρακτηρίζονται από ένα συντελεστή διέλευσης Τ.

13 Διπλοθλαστικότητα. Πολωτές: Υπάρχουν υλικά όπου η ταχύτητα διάδοσης του φωτός μέσα στο κρύσταλλο εξαρτάται, εν γένει, από τη διεύθυνση διάδοσης και το προσανατολισμό του επιπέδου πόλωσης. Εάν φυσικό φως προσπέσει σε ένα φυσικό κρύσταλλο ενός διπλοθλαστικού υλικού κατά κανόνα διαχωρίζεται σε δύο με επίπεδα πόλωσης κάθετα μεταξύ τους και διαφορετικές ταχύτητες διάδοσης. Υπάρχει όμως μια διεύθυνση για την οποία και οι δύο ακτίνες έχουν την ίδια ταχύτητα διάδοσης. Η διεύθυνση αυτή ονομάζεται οπτικός άξονας. Τακτική ακτίνα (o-wave) - Υπακούει στο νόμο του Snell Έκτακτη ακτίνα (e-wave) - Δεν υπακούει στο νόμο του Snell οπτικός άξονας

14 o-wave e-wave ο-wave Πολωτές: Δφ = φ o - φ e Δφ = 0 φeφe φoφo d Διπλοθλαστικότητα - Πλακίδια καθυστέρησης φάσης. οπτικός άξονας

15 d θ E max E max, x E max,y Πολωτές: Διπλοθλαστικότητα - Πλακίδια καθυστέρησης φάσης. Όταν γραμμικά πολωμένο φως προσπίπτει σε πλακίδιο καθυστέρησης φάσης, επιλέγουμε το επιθυμητό είδος πόλωσης του εξερχόμενου κύματος μέσω: Της επιλογής της γωνίας θ και συνεπώς και του λόγου E max,y /E max,x. Της επιλογής του πάχους d του πλακιδίου και συνεπώς της διαφοράς φάσης Δφ των δύο συνιστωσών.

16 Διπλοθλαστικότητα - Πλακίδια καθυστέρησης φάσης. Πολωτές: d0z θ i j z = d e-wave o-wave οπτικός άξονας Δφ = 2π, |n e -n o |d = λ κενού. Πλακίδιο λ. Δφ = π, |n e -n o |d = λ κενού /2. Πλακίδιο λ/2. Δφ = π/2, |n e -n o |d = λ κενού /4. Πλακίδιο λ/4. Επειδή οι παραπάνω σχέσεις προβλέπουν πολύ μικρό πάχος d, που είναι πρακτικά δύσκολο να κατασκευαστεί, διαλέγουμε το πάχος έτσι ώστε να αντιστοιχεί, π.χ. για πλακίδιο λ/4, σε διαφορά φάσης Δφ = 2mπ+ π/2. Επιλέγουμε τον ακέραιο m ώστε d ~1 mm.

17 Π1Π1 Π2Π2 θ β laser Περιμένουμε μέγιστο έντασης Ι 12 όταν θ 12 = 0 και ± π. Περιμένουμε μηδενικό ελάχιστο έντασης όταν θ 12 =± π/2. Διεύθυνση ο. Γραφικές παραστάσεις Ι 12 (θ 12 ) και Ι 12 (cos 2 (θ 12 )). Είναι καλύτερο στα διαγράμματα να χρησιμοποιείτε αναγμένες στη μονάδα εντάσεις ακτινοβολίας. Διαιρείτε όλες τις μετρήσεις έντασης με τη μέγιστη τιμή που κατέγραψε το φωτόμετρο. ανιχνευτής (φωτόμετρο) Laser Διόδου (λ~650 nm)

18 Π1Π1 Π2Π2 Π3Π3 θ 12 θ 13 θ 23 θ 12 laser 5.1.γ Περιμένουμε μέγιστο έντασης Ι 123 όταν θ 13 = θ 12 και θ 13 = θ 12 ± π. Περιμένουμε μηδενικό ελάχιστο έντασης όταν θ 13 = θ 12 ± π/2. Γραφικές παραστάσεις Ι 123 (θ 23 ), Ι 123 (cos 2 (θ 23 )) και Ι 123 (sin(2θ 13 )). θ 12 = π/4 Διεύθυνση ο. ανιχνευτής

19 5.2.α Ανεξάρτητο της γωνίας θ 12. Π1Π1 R 2 (λ/4, Δφ = π/2) laser θ 12 ανιχνευτής οπτικός άξονας θ 12 Οι ανιχνευτές φωτός και το μάτι δεν μπορούν να ανιχνεύσουν τις χρονικά γρήγορες μεταβολές. Αντιλαμβάνονται μόνο τη μέση τιμή της έντασης που βρίσκεται με αντικατάσταση των cos 2 (kz-ωt) και cos 2 (kz-ωt+Δφ) με τη χρονική μέση τιμή τους που είναι ίση με 1/2. Ε1Ε1 Ε1Ε1 Ι Στο πλακίδιο λ/4 του εργαστηρίου αναγράφεται R(158 nm). Η αριθμητική τιμή αναφέρεται στο ένα τέταρτο του μήκους κύματος για το οποίο το πλακίδιο λειτουργεί ως λ/4 (εδώ λ=4  158=632 nm). Για άλλα μήκη κύματος κοντά στα 632 nm το πλακίδιο λειτουργεί προσεγγιστικά ως λ/4.

20 5.2.β Εάν, επιπλέον, οι δυο συνιστώσες στο R 2 είναι ίσες (θ 12 = ±π/4) παράγεται κυκλικά πολωμένο φως. Η ανιχνευόμενη ένταση είναι ανεξάρτητη της διεύθυνσης του Π 3 (θ 13 ). Π1Π1 R 2 (λ/4, Δφ = π/2)Π3Π3 θ 13 laser θ 12 ανιχνευτής Ι 123 οπτικός άξονας θ 12 Περιμένουμε μέγιστο έντασης Ι 123 όταν θ 13 = θ 12 και θ 13 = θ 12 ± π. Περιμένουμε μη - μηδενικό ελάχιστο έντασης όταν θ 13 = θ 12 ± π/2. Ελλειπτικά πολωμένο φως. 0 Εάν θ 12 = 0 ή ±π/2 δεν συμβαίνει καμία αλλαγή στη γραμμική πόλωση. θ 12

21 5.2.δ Π1Π1 Π3Π3 θ 12 θ 13 laser θ 12 ανιχνευτής Ι 123 θ 12 λ/4 E max,x E max,y Τι κάνει ένα πλακίδιο λ/2 όταν προσπίπτει επάνω του γραμμικά πολωμένο φως ? θ 12 E max,x -E max,y θ 12 2θ 12 Δφ = π Περιστρέφει το επίπεδο γραμμικής πόλωσης του προσπίπτοντος φωτός κατά 2θ 12.

22 Π1Π1 Π3Π3 θ 12 θ 13 laser θ 12 ανιχνευτής Ι 123 ΔφΔφ R2R2 Η γενικότερη έκφραση για σύστημα Π 1 - R 2 - Π 3 με πλακίδιο R 2 καθυστέρησης φάσης Δφ Ι 123  cos 2 [θ 13 ] + sin[2θ 12 ]sin[2(θ 13 - θ 12 )]sin 2 [Δφ/2]


Κατέβασμα ppt "Γραμμική Πόλωση Αρμονικό Η/Μ Κύμα (εδώ φαίνεται μόνο το Ηλεκτρικό Πεδίο) Εγκάρσιο Κύμα Επίπεδο Πόλωσης Ί Επίπεδο Ταλάντωσης του Ηλεκτρικού Πεδίου Είδη."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google