к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Поляризационные приборы

  1. Поляризация среды
  2. Вектор поляризации
  3. Нелинейная поляризация среды
  4. Поляризация волн
  5. Поляризация света
  6. Поляризация оптического излучения
  7. Деполяризация света
  8. Вращение плоскости поляризации света
  9. Интерференция поляризованных лучей
  10. Отражение света
  11. Поляризованная люминесценция
  12. Межзвездная поляризация
  13. Поляризуемость частиц, атомов, молекул
  14. Рентгеновская поляризуемость
  15. Поляризованные нейтроны
  16. Поляризованные ядра
  17. Поляризационные эффекты в ядерных реакциях
  18. Поляризационно-оптический метод
  19. Поляризационные призмы
  20. Поляризационный светофильтр
  21. Поляризатор
  22. Поляроид
  23. Поляриметр
  24. Полярископ
  25. Поляриметрия
  26. Поляризационная микроскопия
  27. Поляризационная голография
  28. Терминология оптики
Поляризационные приборы - оптические приборы для обнаружения, анализа, получения и преобразования поляризованного оптического излучения, а также для разл. исследований и измерений, использующих явление поляризации света. К простейшим устройствам для получения и преобразования поляризов. света относятся поляризаторы (поляризационные приборы), фазовые пластинки (ФП), оптические компенсаторы, деполяризаторы, оптические стопы и др.

Процессы получения и преобразования поляризованного света основаны на взаимодействиях света с веществом, нарушающих осевую симметрию светового луча. Для получения полностью или частично поляризованного света используется одно из трёх физических явлений: поляризация при отражении или преломлении света на границе раздела двух изотропных сред с различными показателями преломления, линейный дихроизм и двойное лучепреломление .В первом случае анизотропия взаимодействия света со средой определяется наличием выделенной плоскости падения света и различием коэф. отражения для компонент светового луча, поляризованных параллельно и перпендикулярно этой плоскости (см. Френеля

формулы). При нормальном падении света на поверхность раздела (когда положение плоскости падения не определено) аксиальная симметрия взаимодействия света со средой не нарушается и поляризац. преобразования светового пучка не происходит. В соответствии с ф-лами Френеля степень поляризации отражённой и преломлённой компонент светового пучка зависит от угла падения. Если световой луч падает на границу раздела под углом Брюстера (см. Брюстера закон), то отражённый свет оказывается полностью поляризованным. На этом основано действие отражательных поляризационные приборов. Основной недостаток отражательных поляризационных приборов - малость коэф. отражения - устраняется при использовании многослойных диэлектрич. покрытий (интерференционные поляризаторы). Однако при этом сохраняются общие для всех отражательных поляризаторов недостатки - сильная зависимость степени поляризации от угла падения (малая угл. апертура) и от длины волны света (хроматизм).

Луч, преломлённый на границе раздела, поляризуется лишь частично, но при угле падения, равном углу Брюстера, компонента луча, поляризованная в плоскости падения, проходит через границу раздела без потерь. Т.о., пропуская свет последовательно через неск. прозрачных плоскопараллельных пластинок, можно достичь значит. степени поляризации прошедшего пучка практически без ослабления интенсивности одной из поляризац. компонент (см. Стопа в оптике).

Аксиальная симметрия взаимодействия света со средой может нарушаться вследствие оптической анизотропии самой среды. При этом в области полос поглощения света оптически анизотропные среды неодинаково поглощают обыкновенный и необыкновенный лучи (линейный дихроизм). При достаточной величине разности соответствующих оптич. плотностей одна из поляризац. компонент светового пучка может поглотиться практически полностью, и прошедший через среду свет приобретает высокую степень линейной поляризации. Такие поляризаторы наз. дихроичными. Наиб. эффективными и практически единственными применяемыми в наст. время дихроичными поляризаторами являются поляроиды .Достоинствами поляроидов являются компактность, большая угл. апертура и высокая поляризующая способность, недостатками - низкая лучевая прочность и сильный хроматизм.

В области прозрачности для оптически анизотропных сред (кристаллов) характерно двойное лучепреломление, проявляющееся, в частности, в различии направлений групповых скоростей двух ортогонально поляризованных компонент распространяющегося по кристаллу светового луча. При пропускании узкого светового луча через соответствующим образом вырезанную пластинку оптически анизотропного кристалла на выходе из пластинки (при достаточной величине двупреломле-ния) световой луч расщепится на два луча, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 1).


Рис. 1. Поляризация света с помощью двупреломляю-щего кристалла: направления электрических колебаний указаны стрелками (колебания в плоскости рисунка) и точками (перпендикулярно плоскости рисунка); о и е - обыкновенный и необыкновенный лучи.

4006-147.jpg

Этот способ применяется для поляризации узконаправленных пучков малого сечения (напр., излучение лазера) и требует использования материалов с высоким двупреломленнем (типа исландского шпата). Более совершенными поляризаторами, основанными на явлении двойного лучепреломления, служат поляризационные призмы (ПП), проходя через к-рые две поляризац. компоненты светового луча в общем случае не сохраняют направления распространения, отклоняясь на разл. углы. В однолучевых ПП одна из компонент луча испытывает полное внутреннее отражение на наклонной границе раздела составных частей призмы и обычно гасится её чернёной поверхностью. Вторая поляризац. компонента проходит через призму без изменения направления распространения. Двулучевые ППрасщепляют исходный световой пучок на два линейно поляризованных, распространяющихся в разл. направлениях. ПП характеризуются широким спектральным диапазоном рабочих частот, высокой поляризующей способностью и лучевой прочностью.

Циркулярные и эллиптич. поляризаторы существенно отличаются от линейных из-за отсутствия сред с циркулярной пли эллиптич. анизотропией, сравнимой по величине с линейной. Обычно циркулярный поляризатор представляет собой комбинацию последовательно расположенных линейного поляризатора и четвертьволновой ФП, вносящей фазовый сдвиг4006-148.jpgмежду двумя ортогонально поляризованными компонентами световой волны и преобразующей линейно поляризованный свет в циркулярно поляризованный. Двулучепреломляющие ФП изготовляются из материалов как с естественной, так и с индуцированной оптич. анизотропией; отражат. ФП (напр., ромб Френеля, рис. 2) - из оптически изотропных материалов, принцип их действия основан на изменении поляризац. состояния света при полном внутр. отражении. Преимуществом отражат. ФП перед двупреломляющими является слабая зависимость фазового сдвига от длины волны (ахроматизм).

4006-149.jpg

Рис. 2. Ромб Френеля. Значения углов указаны для отношения показателей преломления двух сред, равного 1,51.

Все поляризаторы (линейные, циркулярные, эллиптич.) могут использоваться и как анализаторы; при этом последовательность расположения ФП и линейного поляризатора в составных эллиптич. и циркулярных поляризаторов инвертируется.

Деполяризация света обычно достигается не путём истинного устранения корреляции между его поляризац. компонентами (это практически невозможно), а путём получения излучения, к-рое в конкретных условиях данной задачи не проявляет своих поляризац. свойств. В качестве деполяризаторов для световых пучков широкого спектрального состава могут использоваться сильнохроматич. ФП, создающие излучение со спектрально-осциллирующим состоянием поляризации. При измерениях с невысоким временным разрешением деполяризация может достигаться ВЧ-модуля-цией состояния поляризации пучка. При работе с широкими световыми пучками деполяризаторами могут служить сильнохроматич. ФП переменной толщины (напр., клиновидные), создающие усредняющийся по всему сечению тонкий полярнзац. рельеф светового пучка. В нек-рых случаях в качестве линейного деполяризатора, устраняющего лишь линейную поляризац. анизотропию светового луча, может применяться циркулярный поляризатор, а в качестве циркулярного деполяризатора - линейный поляризатор.

Для поляризац. модуляции света обычно используются эффекты наведённой оптич. анизотропии (Керра эффект, Поккельса эффект, Фарадея эффект, фотоупругость)в условиях модуляции внеш. возмущения (электрич. поля, маги, поля, деформации), приложенного к оптич. среде. Возникающая при этом модуляция фазовых соотношений между поляризац. компонентами светового пучка приводит к модуляции его поляризац. состояния при сохранении полной интенсивности. Поляризац. модуляторы служат основой для мн. модуляторов интенсивности света.

Приборы для поляризационно-оптических исследований, несмотря на их многообразие, основаны на преобразовании поляризац. характеристик излучения в амплитудные. Любой фотоприёмник (в т. ч. и глаз) реагирует на интенсивность излучения, и конечным этапом поляризац. измерений является измерение интенсивности света. Простейшее преобразование поляризац. состояния света (азимута плоскости поляризации ) в интенсивность описывается Малюса законом и реализуется при пропускании линейно поляризованного излучения через линейный анализатор.

Среди сложных поляризационных приборов с визуальной регистрацией наиб. известен поляризационный микроскоп ,широко применяемый для определения величины и характера анизотропии кристаллич. сред и жидких кристаллов. Для изучения механич. напряжений в конструкциях используется поляризац--оптич. метод исследования напряжений.

Для прецизионных измерений оптич. анизотропии и её зависимости от длины волны служат автоматические поляризационные приборы с фотоэлектрич. регистрацией. Количеств. анализ анизотропии сводится к сопоставлению оптич. свойств среды в двух ортогональных поляризациях путём поляризац. модуляции света. При измерениях оптич. анизотропии, наведённой в среде внеш. возмущением, обычно модулируют это возмущение, и измерение сводится к регистрации противофазной модуляции интенсивностей двух поляризац. компонент пучка на частоте модуляции возмущения. Для повышения чувствительности измерений часто применяют балансные схемы фоторегистрацип (рис. 3).


Рис. 3. Балансная схема регистрации разности интенсивностей двух ортогонально поляризованных компонент светового луча.

4007-1.jpg


Две поляризац. компоненты пучка разделяются с помощью ФП и двулу-чевой ПП и поступают на два фотоприёмника, включённых так, что их фототеки на выходе схемы (нагрузке R) вычитаются. При этом регистрируемый сигнал противофазной модуляции интенсивностей компонент удваивается, а сфазиров. колебания интенсивности, связанные с флуктуациями интенсивности света, скомпенсируют друг друга, что значительно улучшает отношение сигнал/шум.

Поляризационные приборы для измерений вращения плоскости поляризации в средах с естественной и наведённой магн. полем оптич. активностью (поляриметры)и дисперсии этого вращения (спектрополяриметры)играют существ. роль в физ. исследованиях твёрдых тел, а также в хим. и биол. исследованиях. Применение в поляриметрах лазерных источников света позволило достичь чувствительности к углу вращения плоскости поляризации До 4007-2.jpg град.

Для обнаружения и количеств. определения поляризации света используются полярископы .Предельно обнаруживаемая примесь поляризов. света зависит от его интенсивности и практически достигает относит. значений4007-3.jpg

Поляризационные приборы широко применяются в науч. исследованиях электронной структуры атомов, молекул и твёрдых тел, электрич. и магн. свойств разл. сред, поверхностных явлений и оптич. свойств тонких плёнок (см. Эллипсо-метрия), для регистрации статич. механич. напряжений, а также акустич. и ударных волн в прозрачных средах, при изучении диффузии макромолекул в растворах, для определения содержания оптически активных молекул в растворах (см. Сахариметрия)и т. д. Принципы поляризац. оптики используются в приборах для геодезич. измерений, в системах оптической локации н оптической связи, в схемах управления лазерным излучением, в скоростной фото- и киносъёмке и пр.

Литература по поляризационным приборам

  1. Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 4 изд., М., 1981;
  2. Феофилов П. П., Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов, М., 1959;
  3. Шерклифф У., Поляризованный свет, пер. с англ., М., 1965;
  4. Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973;
  5. Джеррард А., Беrч Д ж. М., Введение в матричную оптику, пер. с англ., М., 1978;
  6. Аззам Р., Башара Н., Эллипсометрия и поляризованный свет, пер. с англ., М., 1981.

В. С. Запасский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что, как ни тужатся релятивисты, CMB (космическое микроволновое излучение) - прямое доказательство существования эфира, системы абсолютного отсчета в космосе, и, следовательно, опровержение Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма, утверждающего, что все ИСО равноправны, а эфира нет. Это фоновое излучение пространства имеет свою абсолютную систему отсчета, а значит никакого релятивизма быть не может. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution