chuyên đề quang học chương 2 phân cực ánh sáng

TS. Ngô Thị Phương Khoa Vật lí Chuyên đề Quang học Advanced Optics [1] Giáo trình quang học, Nguyễn Trần Trác – Diệp Ngọc Anh [2] Bài tập quang học tập 2 – Tổ Vật lí đại cương – k. Vật Lí - ĐHSP Tp.HCM [3] Hiệu ứng quang học phi tuyến , Trần Tuấn – Lê Văn Hiếu Tài liệu tham khảo [3] Hiệu ứng quang học phi tuyến , Trần Tuấn – Lê Văn Hiếu [4] Quang phi tuyến, Trần Tuấn [5,6,7…] Tài liệu khác cung cấp cho SV 2 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô [1] Giáo trình quang học, Nguyễn Trần Trác – Diệp Ngọc Anh [2] Bài tập quang học tập 2 – Tổ Vật lí đại cương – k. Vật Lí - ĐHSP Tp.HCM [3] Hiệu ứng quang học phi tuyến , Trần Tuấn – Lê Văn Hiếu Tài liệu tham khảo [3] Hiệu ứng quang học phi tuyến , Trần Tuấn – Lê Văn Hiếu [4] Quang phi tuyến, Trần Tuấn [5,6,7…] Tài liệu khác cung cấp cho SV 3 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô Nội dung môn học Chương 1: Hiện tượng tán sắc ánh sáng Chương 2: Phân cực ánh sáng Phần 1: Mở đầu phân cực ánh sáng ánh sáng tự nhiên, ánh sáng phân cực, các loại phân cực, kính phân cực , định luật Malus , Brewster, các hình thức phân cực , phân cực , định luật Malus , Brewster, các hình thức phân cực , phương trình Fresnel… Phần 2: Phân cực qua môi trường dị hướng phân cực qua môi trường dị hướng, bản tinh thể mỏng, các bản chuyển pha đặc biệt, ứng dụng Chương 3: Mở đầu về quang học phi tuyến Chương 4: Những khái niệm cơ bản về QHPT 4 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô Các hình thức phân cực  Phân cực do hấp thụ (polarization by absorption)  Phân cực do phản xạ (polarization by reflection) 5 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô  Phân cực do tán xạ (polarization by scattering)  Phân cực do môi trường dị hướng (polarization in anisotropic media) Phần 2: Phân cực do môi trường dị hướng Polarization in anisotropic media  Phân cực do môi trường dị hướng 6 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô  Phân cực do môi trường dị hướng  Bản tinh thể mỏng  Các loại bản chuyển pha đặc biệt  Ứng dụng của phân cực ánh sáng Giới thiệu về Tensor 7 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô Tensor  Định nghĩa về Tensor Theo từ điển Oxford: Tensors are geometric objects that describe linear Theo Wikipedia: 8 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô • Tensor là một phép toán tương tự nhưng tổng quát hơn 1 vector, được biểu diễn bằng một dãy các thành phần, mà chúng hàm số theo tọa độ của không gian. • Kí hiệu tensor: là dạng viết tắt toán tử, dùng để viết các đại lượng quen thuộc vô hướng, vector, ma trận Tensors are geometric objects that describe linear relationsbetween vectors, scalars, and other tensors Tensor  Các tensor thông dụng • Vô hướng (tensor bậc 0): đại lượng chỉ có độ lớn, không có hướng - (3 0 = 1 thành phần) vd: khối lượng, nhiệt độ, áp suất • Vector (tensor bậc 1): đại lượng có độ lớn và có hướng; bao gồm cả ma trận cột và dòng - (3 1 = 3 thành phần ) 9 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô cả ma trận cột và dòng - (3 1 = 3 thành phần ) vd: vector vận tốc, vector lực • Ma trận (tensor bậc 2, dyad): độ lớn + 2 hướng – (3 2 = 9 thành phần) vd: hàm điện môi, độ dẫn điện • Tensor bậc 3 (triad): độ lớn + 3 hướng - (3 3 = 27 thành phần) • …(các bậc cao hơn) Tensor  Ví dụ về tensor trong vật lí • Dòng mật độ từ trường B, đơn vị là Dòng cảm ứng từ H đơn vị là • Hệ thức liên hệ giữa B và H thông qua độ từ thẩm µ, đơn vị là Trong điện động lực học cổ điển 10 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô o Chân không: µ là vô hướng B và H khác về độ lớn, cùng hướng o Môi trường phức tạp: µ biểu diễn dưới dạng 1 tensor B và H khác cả về độ lớn và về hướng [...]... quang học và phương truyền sóng + phân cực vuông góc với trục quang học: chiết suất thường n0 + phân cực khác lan truyền với chiết suất khác thường ne Chuyên đề Quang học c T P Ngô 28 Phân cực do môi trường dị hướng Khúc xạ đôi (double refraction) Trục quang học S Tia thường Tia bất thường Ro Re Ánh sáng tới không phân cực Tinh thể đơn trục • Tia sáng có phân cực vuông góc với trục quang học • Tia sáng. .. Quang học c T P Ngô 27 Phân cực do môi trường dị hướng Sự lan truyền trong tinh thể đơn trục • Dọc theo trục quang học, ánh sáng truyền theo 1 chiết suất riêng – chiết suất thường n0 Phân cực thường Phân cực khác thường • Các hướng truyền khác, có 2 loại chỉ số khúc xạ + phân tích ánh sáng theo 2 thành phần phân cực - 1 hướng phân cực vuông góc với trục quang học - 1 hướng nằm ở mặt phẳng chứa trục quang. .. ánh sáng chiếu đến một hay hai hướng đặc biệt mà hệ số khúc xạ như nhau, độc lập với sự phân cực của chúng + hướng đặc biệt này gọi là trục quang học + trục quang học là một hướng trong tinh thể, không phải là 1 hướng khác biệt + tinh thể có 2 trục quang học gọi là tinh thể lưỡng trục + ở đây chỉ xét tinh thể đơn trục (có 1 trục quang học) • Trục quang học rất gần với hướng của tinh thể Chuyên đề Quang. .. ITe Chuyên đề Quang học c T P Ngô tia R0 tia Re 35 Bản tinh thể mỏng Bản tinh thể mỏng (wave retarder/wave plate) là thiết bị phân tích ánh sáng thành hai thành phần phân cực thẳng trực giao và tạo ra một độ lệch pha giữa chúng Bên trong bản tinh thể mỏng • Phân cực của ánh sáng được phân ra thành phân cực o và e + hướng dọc theo trục o: trục nhanh + hướng dọc theo trục e: trục chậm • Có 2 tia sáng. .. khúc xạ của các tia sáng trong môi trường dị hướng • Mặt phẳng chiết suất (index surface): là mặt phẳng dùng để xác định hiệu quang lộ của một môi trường dị hướng Chuyên đề Quang học c T P Ngô 32 Phân cực do môi trường dị hướng Bề mặt sóng thường – bất thường Sóng bất thường Sóng thường ve v0 Hình cầu Chuyên đề Quang học c T P Ngô Hình ellipsoid Trục đối xứng: trục quang học 33 Phân cực do môi trường... trận hàng Chuyên đề Quang học c T P Ngô • Ma trận A (Mx1): ma trận cột 16 Tensor Vector và tensor Kí hiệu vector u = ux i + u y j + uz k = (u x , u y , u z ) u x    = u y  u   z Chuyên đề Quang học c T P Ngô Kí hiệu tensor ui = u1e1 + u2 e1 + u3e3 = (u1 , u2 , u3 ) u1  = u 2    u3    17 Phân cực trong môi trường dị hướng Polarization in anisotropic media Chuyên đề Quang học c T P... điện từ lan truyền trong môi trường đẳng hướng không phụ thuộc vào sự phân cực riêng Chuyên đề Quang học c T P Ngô 21 Câu hỏi: sóng điện từ lan truyền trong môi trường dị hướng thì thế nào? Chuyên đề Quang học c T P Ngô 22 Phân cực trong môi trường dị hướng Môi trường dị hướng là gì? Điện tích trong vật chất nguồn gốc của sự phân cực Điện tích trong vật chất liên kết với hạt nhân bên cạnh theo mô hình... định hướng (của môi trường) Các hố thế tĩnh điện lưu giữ các hạt điện tích không còn tính đối xứng sự phân cực của môi trường không nhất thiết cùng hướng với trường tác động Chuyên đề Quang học c T P Ngô 23 Phân cực do môi trường dị hướng Môi trường dị hướng là gì? Trục quang học Ánh sáng tới không phân cực CaCO3 Tia thường Tia bất thường Tinh thể Môi trường dị hướng (anisotropic media): “an = not”, “iso=same”,... “tropic=direction” Ví dụ: tinh thể rắn, chất lỏng… Kết quả: + Hệ số khúc xạ phụ thuộc vào sự phân cực + Vận tốc ánh sáng phụ thuộc vào sự phân cực Môi trường dị hướng là môi trường trong đó sự lan truyền của sóng điện từ phụ thuộc vào trạng thái phân cực riêng của chúng Chuyên đề Quang học c T P Ngô 24 Phân cực do môi trường dị hướng Hằng số điện môi (permittivity) Trong môi trường dị hướng, độ nhạy... tensor ε là đối xứng • Ta vẫn có biểu thức: Chuyên đề Quang học c T P Ngô gọi là hệ số khúc xạ chính 25 Phân cực do môi trường dị hướng Môi trường dị hướng (anisotropic media) Phân loại môi trường dị hướng theo hằng số điện môi Môi trường đẳng hướng chiết suất n Môi trường dị hướng đơn trục (Oz) Môi trường dị hướng lưỡng trục Chuyên đề Quang học c T P Ngô 26 Phân cực do môi trường dị hướng Môi trường dị . SV 3 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô Nội dung môn học Chương 1: Hiện tượng tán sắc ánh sáng Chương 2: Phân cực ánh sáng Phần 1: Mở đầu phân cực ánh. , u 2 ,u 3 ) 13 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô + u  là 1 vector , u i = ( u 1 , u 2 ,u 3 ) + σ ij  là tensor bậc 2 11 12 13 21 22 23 31. cấp cho SV 2 Chuyên ChuyênChuyên Chuyên đ đđ đề Quang QuangQuang Quang h hh học cc c T. P. Ngô [1] Giáo trình quang học, Nguyễn Trần Trác – Diệp Ngọc Anh [2] Bài tập quang học tập 2 – Tổ Vật