1. POLARYZATORY

1. POLARYZATORY
Polaryzatory nie słuŜą tylko do polaryzacji światła naturalnego, ale równieŜ do zmiany stanu polaryzacji
światła spolaryzowanego.
Polaryzator: liniowy, kołowy, eliptyczny.
Zasady działania róŜnych polaryzatorów bazują na czterech podstawowych zjawiskach fizycznych:
- dichroizmie (absorpcji selektywnej)
- odbiciu
- rozpraszaniu
- dwójłomności (anizotropii).
Wspólna właściwość: konieczność występowania pewnej asymetrii zjawiska fizycznego.
Dichroizm
WiąŜe się z selektywna absorpcją jednej z dwu wzajemnie prostopadłych składowych (liniowo
spolaryzowanych zaburzeń).
Polaryzator w postaci rastra z drutu
Kryształ dichroiczny
Dichroizm jest powodowany przez anizotropię struktury krystalicznej.
Najlepiej znany minerał – turmalin. Składowa pola elektrycznego wiązki
padającej prostopadła do osi optycznej kryształu jest silnie absorbowana.
Polaroidy
Folię z tworzywa sztucznego rozciąga się, a następnie joduje
(molekuły jodu „osiadają” na długich molekułach polimerów).
Struktura stanowiąca odpowiednik polaryzatora rastrowego.
Polaryzacja przez odbicie
Niska sprawność, mały kąt aperturowy wiązki padającej,
konieczność przestrzennego rozmieszczania elementów.
Zastosowania: polaryzacyjne okulary przeciwsłoneczne,
fotograficzne filtry polaryzacyjne.
Dla brewsterowskiego kąta padania εB światło
odbite jest całkowicie liniowo spolaryzowane,
natomiast światło załamane jest spolaryzowane
tylko częściowo, przy czym promień odbity (R)
tworzy z promieniem załamanym (T) kąt 90°.
Stos szklanych płytek jako polaryzator światła przezeń
przechodzącego
Po kaŜdym załamaniu wiązki na granicy szkło / powietrze rośnie
stopień polaryzacji światła odbitego. Dla 10 płytek pr ≈0.75,
w podczerwieni : selen, chlorek srebra
nadfiolecie
: kwarc, vycor
Polaryzacja przez rozpraszanie
Zabranie energii z wiązki padającej i następnie wyemitowanie części tej
energii nazywa się rozpraszaniem. Amplituda drgań, a więc i ilość
energii zabranej z wiązki padającej zwiększa się, gdy częstotliwość fali
padającej zbliŜa się do naturalnej częstotliwości drgań atomu.
Rozpraszanie światła przez molekuły powietrza (atmosferę ziemską).
Rozpraszanie na cząstkach dymu, spalin.
Polaryzacja przez rozpraszanie
Kierunek drgań pola elektrycznego
światła rozproszonego jest zgodny z
kierunkiem
drgań
dipola
elektrycznego (drgającego elektronu
– oscylatora harmonicznego). Dipol
nie promieniuje w kierunku swojej
osi (kierunek drgań) – fale świetlne
są falami poprzecznymi. Stopień
polaryzacji wzrasta ze wzrostem
kąta rozpraszania. Gdy kierunek
obserwacji jest prostopadły do
kierunku wiązki padającej, mamy
przypadek
światła
całkowicie
spolaryzowanego.