Kĩ thuật phân tích vật liệu rắn - Sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng khi truyền qua mặt phân cách và bản điện môi

SỰ THAY ĐỔI TRẠNG THÁI
PHÂN CỰC CỦA ÁNH SÁNG
KHI TRUYỀN QUA MẶT
PHÂN CÁCH VÀ CÁC BẢN
ĐIỆN MÔI
HV: Trần Thị Thanh Thủy
Lớp: CHK18

Thắc mắc xin liên hệ:


NỘI DUNG

1. VECTƠ STOCKES

2. CÔNG THỨC FRESNEL CHO QUÁ TRÌNH
PHẢN XẠ VÀ TRUYỀN QUA

3. MA TRẬN MEULLER ĐỐI VỚI SỰ PHẢN XẠ
VÀ TRUYỀN QUA Ở MẶT PHÂN GIỚI GIỮA
KHÔNG KHÍ VÀ CHẤT ĐIỆN MÔI

4. MA TRẬN MUELLER ĐỐI VỚI BẢN ĐIỆN
MÔI NHIỀU LỚP

1. VÉCTƠ STOCKES

Thiết lập 4 thông số Stokes:

Nhân 2 vế cho

S
0
, S
1
, S
2
, S
3
: bốn thông số Stokes của sóng phẳng
S0: cường độ chùm sáng
S
1
: mô tả lượng phân cực dọc và ngang
S
2
: mô tả lượng phân cực theo góc +450 và -450
S
3
: mô tả lượng phân cực tròn trái và phải
Bất đẳng thức Schwarz:
Độ phân cực



2. CÔNG THỨC FRESNEL
TRƯỜNG HỢP 1: VUÔNG GÓC VỚI MẶT PHẰNG TỚI
E
ur

ER
ET

CÔNG THỨC FRESNEL
ĐỊNH LUẬT SNEW:

ER
ER
ET
ET

CÔNG THỨC FRESNEL
TRƯỜNG HỢP 1: SONG SONG VỚI MẶT PHẰNG TỚI
E
ur
ER
ET

ĐỊNH LUẬT SNEW:

CÔNG THỨC FRESNEL
ET
ET
ER
ER


Góc Brewster:
Góc Brewster:


θ
θ
i
i
+
+
θ
θ
r
r
=90
=90
0
0
Hệ số phản xạ biến mất đối
với ánh sáng phân cực song
song với mặt phẳng tới R
P
=0

Góc tới hạn:
Góc tới hạn:

θ
θ
r
r
=90
=90
0

0
Xảy ra hiện tượng phản xạ
toàn phần R=1


Tham số Stokes đối với sóng tới
2 2
0 S P
S E E= +
2 2
1 S P
S E E= −
2
2 cos
S P
S E E
δ
=
3
2 sin
S P
S E E
δ
=
3. MA TRẬN MEULLER ĐỐI VỚI SỰ PHẢN
XẠ VÀ TRUYỀN QUA Ở MẶT PHÂN GIỚI
GIỮA KHÔNG KHÍ VÀ CHẤT ĐIỆN MÔI


Tham số Stockes đối với sóng phản xạ

2 2
2 2
0
2 2
2 2
2 2
1
2 2
2
3
sin ( ) tan ( )
sin ( ) tan ( )
sin ( ) tan ( )
sin ( ) tan ( )
tan( ) sin( )
. cos
tan( ) sin( )
tan( ) sin( )
.
tan( )
i r i r
R S P
i r i r
i r i r
R S P
i r i r
i r i r
R P S
i r i r
i r i r

R
i r
S E E
S E E
S E E
S
θ θ θ θ
θ θ θ θ
θ θ θ θ
θ θ θ θ
θ θ θ θ
δ
θ θ θ θ
θ θ θ θ
θ θ
− −
= +
+ +
− −
= −
+ +
− −
= −
+ +
− −
= −
+
sin
sin( )
P S

i r
E E
δ
θ θ
+


Tham số Stokes đối với sóng truyền qua
2 2 2 2
2 2
0
2 2 2
2 2 2 2
2 2
1
2 2 2
2 2
2
2
2
3
4sin cos 4sin cos
sin ( ) sin ( )cos ( )
4sin cos 4sin cos
sin ( ) sin ( )cos ( )
4sin cos
cos
sin ( )cos( )
4sin cos
r i r i

T S P
i r i r i r
r i r i
T S P
i r i r i r
r i
T S P
i r i r
r
T
S E E
S E E
S E E
S
θ θ θ θ
θ θ θ θ θ θ
θ θ θ θ
θ θ θ θ θ θ
θ θ
δ
θ θ θ θ
θ
= +
+ + +
= −
+ + +
=
+ −
=
2

2
sin
sin ( )cos( )
i
S P
i r i r
E E
θ
δ
θ θ θ θ
+ −

MA TRẬN MEULLER ĐỐI VỚI SÓNG PHẢN XẠ

MA TRẬN MEULLER ĐỐI VỚI SÓNG TRUYỀN QUA


Đối với ánh sáng không phân cực:


Xét trường hợp
Ánh sáng phản xạ phân cực hoàn toàn
P=1
i iB
θ θ
=

n=1.5
Khi mặt trời ở vị
trí thấp trên bầu

trời thì ánh sáng
phản xạ từ mặt
nước rất mạnh
Với góc tới gần
90
0
thì kính râm
hoạt động không
hiệu quả vì ánh
sáng phản xạ
không phân cực
hoàn toàn

Độ phân cực không
bao giờ bằng 1->ánh
sáng truyền qua
không phân cực
hoàn toàn

Có thể thay đổi độ phân cực bằng cách thay đổi chiết suất
của chất điện môi


Việc nghiên cứu bản điện môi nhiều lớp rất
quan trọng vì tất cả các vật liệu đều có độ dày
và có ít nhất hai mặt phân cách.

Hơn nữa chúng còn có tác dụng thay đổi trạng
thái phân cực của tia phản xạ và truyền qua.


Một trong những ứng dụng quan trọng nữa là
tạo ra ánh sáng phân cực thẳng trong vùng
hồng ngoại. (Si,Ge tạo ra ánh sáng trong vùng
hồng ngoại có độ phân cực cao)
4. MA TRẬN MUELLER ĐỐI VỚI BẢN
ĐIỆN MÔI NHIỀU LỚP