BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG 5 ĐIỆN CỰC ÁNH SÁNG doc

Bi giảng Vật lý đại cơng
Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn
Viện Vật lý kỹ thuật
Trờng ĐH Bách khoa H nội
Ch−¬ng 5
Ph©n cùc ¸nh s¸ng
¸nh s¸ng lμ sãng ngang: dao ®éng s¸ng
vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng
E
r
v
r
1. ánh sáng tự nhiên v ánh sáng phân cực
1. ánh sáng tự nhiên:
Véc tơ cờngđộđiệntrờng
dao động theo tất cả các
phơng vuông góc với tia
sáng
E
r
v
r
1. ánh sáng phân cực:
Có véc tơ cờng độ điện
trờng chỉ dao động theo
một phơng xác định gọi l
AS phân cực thẳng hay AS
phân cực ton phần
E
r
v

r
Mặt phẳng chứa phơng dao động -> Mặt phẳng
dao động
Mặt phẳng dao động
Mặt phẳng phân cực
Mặt phẳng chứa tia sáng v vuông góc với mặt
phẳng dao động -> Mặt phẳng phân cực
phân cực một phần ton phầnAS tự nhiên
Phân cực một phần: AS có véc tơ cờngđộđiện
trờng dao động theo mọi phơng vuông góc với
tia sáng, nhng có phơng mạnh, phơng yếu.
AS tự nhiên có thể coi l tập hợp nhiều AS phân
cực ton phần dao động đều đặn theo tất cả các
phơng vuông góc với tia sáng.
AS tự nhiên qua bản Tuamalin (Alumini
Silicorobat AlSiBO
5
) bị phân cực ton phần có
E dao động trên mặt phẳng chứa quang trục
E
r
song song vớiquang trục
2.Định lý Maluýt (Malus)
a
1
, I
1
a
2
, I

2
a
2
=a
1
cos
góc giữa hai
quang trục
==
2
1
2
22
cosIaI
Khi cho một chùm tia sáng tự nhiên rọi qua hai
bản tuamalin có quang trục hợp với nhau góc
thì cờngđộánhsángthuđợc tỷ lệ với cos
2

kính phân tích
kính phân cực
ứng dụng: Dùng bản tuamalin kiểm tra xem AS
có phải l phân cực hay không?
Kính chống nắng, trong dụng cụ quang học.
2. Phân cực AS do phản xạ v khúc xạ AS
tăng i
1
mức độ phân cực
của tia phản xạ thay đổi,
khi i

1
=i
B
tia phản xạ
phân cực ton phần
không khí
thuỷ tinh
Tia phản xạ v tia khúc
xạ phân cực một phần
i
1
tgi
B
=n
21
n
21
l chiết suất tỷ đối giữa 2 môi trờng
i
B
l góc Briutơ
4. Phân cực do lỡng chiết
Tính lỡng chiết của tinh thể:
Tinh thể có tính dị hớng -> Khi
chiếu 1 tia voTT thuđợc 2 tia
truyền qua: Lỡng chiết
TT băng lan
Thoi-CaCO
3
78

o
08
101
o
52

B
1
A
1
D
1
C
1
D
C
B
A
A
C
1
A
1
C
Nếu chiếu tia sáng dọc theo
quang trục tia không bị
tách thnh 2 tia
Nếu chiếu tia sáng ABCD
tách thnh tia thờng (0) v
tia bất thờng (e-Không

tuân theo định luật khúc xạ)
0
e
constn
isin
isin
0
0
==
constn
isin
isin
e
e
=
Mặt phẳng chứa tia thờng v
quang trục l mặt phẳng chính
Cả 2 tia e & 0 đều phân cực ton phần
Băng lan có n
e
< n
0
: tinh thể âm,
Thạch anhcón
e
> n
0
: tinh thể dơng
n
0

không đổi, n
e
phụ thuộc vogóctớii
Chiết suất của tinh thể đối
với 2 tia
5. Sự quay mặt phẳng phân cực
Các tinh thể đơn trục: Thạch anh, NaClO
3
Chiếu tia sáng ph cực dọc theo quang trục-> Mặt
phẳng dao động & MP phân cực quay đi góc
=[]d
d
khối lợng riêng
[] Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vo
điều kiện thí nghiệm
[]=21,7 độ.cm
3
/(mm.gam)
đối với thạch anh ở 20
0
C v
vng
=5893A
0

Trờng hợp các chất vô định hình: Dung dịch
có chứa chất quang hoạt nh đờng, rợu
=[]Cd
C nồng độ quang hoạt trong dung dịch
[]=65,6 độ.cm

3
/(dm.gam) đối với đờng
Saccaro ở 20
0
C v
vng
=5893A
0
ứng dụng: đờng kế đo nồng độ dung dịch
6. C¸c lo¹i kÝnh ph©n cùc:
c B¶n l−ìng chiÕt hÊp thô tia th−êng chØ cho tia
bÊt th−êng ®i qua - b¶n tuamalin dμycì1mm.
Mμng xenluyloit cã phñ líp polaroit cã tÝnh hÊp
thô kh«ng ®Òu.
d L¨ng kÝnh nicol
tt l−ìng chiÕt b¨ng lan
tt l−ìng chiÕt
b¨ng lan
nhùa canada n
nh
=1,55
n
0
>n
nh
tia th−êng
kh«ng ®i qua
n
e
<n

nh
tia bÊt th−êng
®i qua
i
1
i
1
n
e
< n
0
7. Ph©n cùc elip, ph©n cùc trßn
• Ph©n cùc th¼ng
• Ph©n cùc elip: mòi
vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn
tr−êng quay trªn elip
• Ph©n cùc trßn: mòi vÐc t¬ c−êng
®é ®iÖn tr−êng quay trªn vßng trßn
α
o
E
r
e
E
r
Tinh thÓ l−ìng chiÕt
d
as ph©n cùc
Trong b¶n tinh thÓ l−ìng chiÕt as t¸ch thμnh 2
tia: e( )vμ o ( )cã vËn tèc kh¸c nhau.

e
E
r
o
E
r
Ra khái b¶n tinh thÓ l−ìng chiÕt 2 tia e vμ o cã
vËn tèc b»ng nhau nhau vμ kÕt hîp víi nhau nh−
2 dao ®éng vu«ng gãc, cïng tÇn sè:
oe
EEE
r
r
r
+=
d)nn(
2
)LL(
2
oeoe
−
λ
π
=−
λ
π
=ϕΔ
ϕΔ=ϕΔ−+
2
21

2
2
2
2
1
2
sincos
aa
xy
2
a
y
a
x
a
1
=a.cosα, a
2
=A.sinα
c (n
e
-n
o
)d=(2k+1)λ/4
2
)1k2(d)nn(
2
oe
π
+=−

λ
π
=ϕΔ
1
a
y
a
x
2
2
2
2
1
2
=+
elip
→
α=46
o
→
a
1
=a
2
=R
→ trßn
→
d (n
e
-n

o
)d=(2k+1)λ/2
π+=−
λ
π
=ϕΔ )1k2(d)nn(
2
oe
0
a
y
a
x
21
=+
®o¹n th¼ng
→
e (n
e
-n
o
)d=kλ
π=−
λ
π
=ϕΔ k2d)nn(
2
oe
0
a

y
a
x
21
=−
®o¹n th¼ng
x
x
y
y
-a
2
a
1
-a
1
a
1
-a
1
-a
2
a
2
a
2