Polaryzacja przez odbicie - Open AGH e

Polaryzacja przez odbicie
Autor: Piotr Morawski
Innym sposobem, w jaki światło może być spolaryzowane, częściowo lub całkowicie, jest odbicie od powierzchni dielektryka (np.
szkła). Na Rys. 1 pokazana jest wiązka niespolaryzowana padająca na powierzchnię szkła.
Rysunek 1: Polaryzacja światła przez odbicie
Doświadczalnie stwierdzono, że istnieje pewien kąt padania, nazywanykątem całkowitej polaryzacji αp , dla którego wiązka odbita
jest całkowicie spolaryzowana liniowo w kierunku prostopadłym do płaszczyzny padania. Oznacza to, że odbiciu ulega tylko
składowa σ prostopadła do płaszczyzny padania (płaszczyzny Rys. 1) natomiast współczynnik odbicia składowej π leżącej w
płaszczyźnie padania jest równy zeru. Natomiast wiązka przechodząca jest tylko częściowo spolaryzowana (składowa π jest
całkowicie załamana, a składowa σ tylko częściowo).
Doświadczalnie stwierdzono, że gdy kąt padania jest równy kątowi całkowitej polaryzacji to wówczas wiązka odbita i załamana
tworzą kąt prosty czyli
α + β = 90∘
(1)
n1 sinα = n2 sinβ
(2)
n1 sinα = n2 sin(90∘ − α) = n2 cosα
(3)
Ponieważ zgodnie z prawem załamania
więc łącząc oba te równania, otrzymujemy
lub
PRAWO
Prawo 1: Prawo Brewstera
tgα =
n2
n1
= n2,1
To ostatnie równanie jest nazywane prawem Brewstera. Prawo to zostało znalezione doświadczalnie, ale można je
wyprowadzić ściśle przy pomocy równań Maxwella.
ZADANIE
(4)
Zadanie 1: Kąt całkowitej polaryzacji
Treść zadania:
Oblicz jaki jest kąt całkowitej polaryzacji dla płytki wykonanej z materiału o współczynniku załamania n = 1.5. Oblicz też kąt
załamania.
αp=
β=
ROZWIĄZANIE:
Dane:
n = 1.5.
Kąt całkowitej polaryzacji obliczamy z prawa Brewstera
tgα =
n2
n1
= n2,1
Podstawiając dane otrzymujemy α = 56.3°.
Gdy kąt padania jest równy kątowi całkowitej polaryzacji to wówczas wiązka odbita i załamana tworzą kąt prosty czyli
α + β = 90∘
skąd otrzymujemy kąt załamania β = 33.7°.
Sprawdź, że z prawa załamania otrzymamy tę samą wartość kąta β.
Poniżej znajduje się film ilustrujący omawiane zagadnienia:
http://epodreczniki.open.agh.edu.pl/openagh-video.php?id=38
Publikacja udostępniona jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa - Na tych samych warunkach 3.0 Polska. Pewne
prawa zastrzeżone na rzecz autorów i Akademii Górniczo-Hutniczej. Zezwala się na dowolne wykorzystanie treści publikacji pod
warunkiem wskazania autorów i Akademii Górniczo-Hutniczej jako autorów oraz podania informacji o licencji tak długo, jak tylko
na utwory zależne będzie udzielana taka sama licencja. Pełny tekst licencji dostępny na stronie
http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/pl/.
Czas generacji dokumentu: 2015-06-17 12:41:22
Oryginalny dokument dostępny pod adresem: http://epodreczniki.open.agh.edu.pl/openagh-permalink.php?
link=e28e13f81a84f0252a4cbb771bae3bd6
Autor: Piotr Morawski