Sự phân cực của sóng điện từ và ứng dụng

LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc nghiêm túc, khẩn trương đến đề tài khóa luận tốt nghiệp em hoàn thành Trong thời gian nghiên cứu em giúp đỡ tận tình giảng viên – Th.s Nguyễn Thị Phương Lan– người trực tiếp hướng dẫn em làm đề tài thầy cô khoa Vật Lý, đặc biệt tổ Vật Lý lý thuyết trường Đại học sư phạm Hà Nội bạn sinh viên khoa Vật Lý Em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, gia đình, bạn bè động viên khích lệ giúp đỡ em suốt trình học tập hoàn thành báo cáo Sinh viên thực Đinh Thị Thúy Nga LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp “Sự phân cực sóng điện từ ứng dụng”, khóa luận tốt nghiệp thân Tất thông tin tham khảo dùng báo cáo lấy từ công trình nghiên cứu có liên quan nêu rõ nguồn gốc danh mục tài liệu tham khảo Các kết nghiên cứu đưa báo cáo thực tập hoàn toàn trung thực Ngày tháng năm 2013 TÁC GIẢ Đinh Thị Thúy Nga MỤC LỤC PHẦN I MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu nhiệm vụ nghiên cứu Error! Bookmark not defined Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined PHẦN II NỘI DUNG CHƯƠNG SƠ LƯỢC VỀ SÓNG ĐIỆN TỪ 1.1 Khái niệm sóng điện từ tạo thành sóng điện từ 1.2 Phương trình sóng điện từ 1.3 Một số tính chất sóng điện từ 10 CHƯƠNG II: SỰ PHÂN CỰC CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ 12 2.1 Phân cực thẳng 15 2.2 Phân cực vòng: phân cực elliptic phân cực tròn 17 2.2.1 Phân cực ellipse 18 2.2.2 Phân cực tròn 19 2.3 Một số loại phân cực khác 20 2.3.1 Phân cực tán xạ 20 2.3.2 Phân cực phản xạ, khúc xạ 21 2.3.3 Phân cực lưỡng chiết: 27 2.3.4 Sự phân cực quay 29 2.3.5 Sự phân cực sắc 35 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG 42 3.1 Màn hình tinh thể lỏng (LCD) 42 3.2 Tế bào Pockel 43 3.3 Kính hiển vi phân cực 44 3.4 Kính lọc phân cực 45 3.3 Thông tin liên lạc radar 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHẦN I MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lý học môn khoa học nghiên cứu quy luật từ đơn giản đến tổng quát tự nhiên Nền móng vật lý vật lý cổ điển bao gồm nhiều lĩnh vực : cơ, nhiệt, điện, quang, hạt nhân…Đây kiến thức giúp người nghiên cứu, người giảng dạy, học sinh, sinh viên trình sâu tìm hiểu lĩnh vực khác Cùng với phát triển xã hội loài người vật lý học trải qua nhiều giai đoạn phát triển đạt nhiều thành tựu đáng kể Và mảng có nhiều ứng dụng đời sống hàng ngày điện từ trường, có sóng điện từ Sóng điện từ giúp ta hiểu rõ cầu nối “điện - từ học” “quang học” Sóng điện từ vấn đề quan trọng ngành vật lý đời sống Từ lý thuyết sóng điện từ nhà khoa học sâu nghiên cứu đưa sóng điện từ vào ứng dụng nhiều lĩnh vực : kĩ thuật thông tin liên lạc, y học, quân sự… Với niềm đam mê vật lý nói chung sóng điện từ nói riêng, muốn sâu tìm hiểu hĩ sóng điện từ với đề tài : “ SỰ PHÂN CỰC CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ ỨNG DỤNG” Thông qua đề tài mong muốn đóng góp phần nhỏ việc tiếp cận lý thuyết sóng điện từ hy vọng tài liệu bổ ích cho bạn sinh viên Mục đích nghiên cứu Với vai trò quan trọng sóng điện từ nghiên cứu đề tài với mục đích đặt sau: - Hiểu nắm sóng điện từ - Tìm hiểu rõ tính phân cưc sóng điện từ - Tìm hiểu số ứng dụng phân cực thực tế Đối tượng nghiên cứu - Cơ sở lý luận sóng điện từ - Phương trình sóng điện từ, phân cực ứng dụng sóng điện từ thực tế Nhiệm vụ nghiên cứu - Tổng quan nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài - Nghiên cứu sở sóng điện từ - Nghiên cứu phân cực ứng dụng thực tế Phương pháp nghiên cứu - Thu thập tài liệu mạng, số sách - Tổng hợp, xử lý, khái quát, phân tích tài liệu thu - Nghiên cứu lý thuyết, sở lý luận Cấu trúc khóa luận Chương Sơ lược sóng điện từ Chương Sự phân cực sóng điện từ Chương Ứng dụng PHẦN II NỘI DUNG CHƯƠNG SƠ LƯỢC VỀ SÓNG ĐIỆN TỪ Năm 1865 nhà khoa học người Scotland, James Clerk Maxwell (13/6/1831 – 5/11/1879) mở rộng thuyết động học chất khí ông mặt toán học để giải thích mối liên hệ điện từ Maxwell cho hai tượng có mối liên hệ gần gũi thường xuất dạng điện từ, ông phát thấy dòng điện biến thiên tạo sóng gồm hai thực thể truyền vào không gian với tốc độ ánh sáng Từ quan sát này, ông kết luận ánh sáng khả kiến dạng xạ điện từ Như Maxwell người đặt móng cho lý thuyết sóng điện từ Năm 1887, nhà Vật lí người Đức Heinrich Rudolf Hertz (22/2/1857 – 1/1/1894) công bố công trình “Những dao động điện nhanh” chế tạo thành công máy phát dao động điện cao tần gọi rung Hécxơ cộng hưởng để phát dao động điện Năm 1888, ông thu sóng điện từ thuyết Maxwell tiên đoán, giải thích hình thành sóng điện từ chứng minh sóng điện từ đồng với sóng ánh sáng, tốc độ ánh sáng điện nhanh 1.1 Khái niệm sóng điện từ tạo thành sóng điện từ Sóng điện từ (hay xạ điện từ) kết hợp dao động điện trường từ trường vuông góc với nhau, lan truyền không gian sóng Sóng điện từ bị lượng tử hóa thành “đợt sóng” có tính chất hạt chuyển động gọi photon Để chứng minh sóng điện từ trường điện từ biến thiên truyền không gian, Hertz làm thí nghiệm sau (Hình 1.1): Hình 1.1 Thí nghiệm Hertz sóng điện từ Dùng nguồn xoay chiều cao tần, nối qua hai ống dây tự cảm L L’ đến hai kim loại có hai cầu kim loại A, B gần Khi điều chỉnh hiệu điện khoảng cách AB cho có tượng phóng điện AB điểm M không gian lân cận A  B có cặp vectơ cường độ điện trường E cường độ từ  trường H biến thiên theo thời gian Vậy thí nghiệm Herzt chứng tỏ: Điện từ trường biến thiên truyền không gian Quá trình giải thích hai luận điểm Maxwell Thí dụ điểm O, ta tạo điện trường biến thiên: Vector cường  độ điện trường E biến thiên theo thời gian, chẳng hạn (như thí nghiêm Herzt) biến thiên cách tuần hoàn theo thời gian Theo luận điểm thứ hai Maxwell, điện trường O biến thiên tạo từ trường điểm M, M1, M2,… xuất vectơ cường độ từ trường        H , H , H , … Vì E biến thiên tuần hoàn theo thời nên H , H , H , …cũng biến thiên tuần hoàn theo thời gian Theo luận điểm thứ Maxwell, từ trường biến thiên gây điện trường xoáy, điểm M1, M2,… xuất vector cường độ   điện trường E1 , E2 …Như vậy, trình phóng điện A B   cặp vectơ E H chuyển hóa cho truyền đến điểm không gian, trình tạo thành sóng điện từ Sóng điện từ trường điện từ biến thiên truyền không gian 1.2 Phương trình sóng điện từ Trường tĩnh trường dừng trường gắn liền với điện tích dòng điện, điện tích dòng điện biến đổi, chúng biến đổi theo Bên cạnh loại trường có loại trường khác tồn độc lập điện tích dòng điện, mà ta gọi từ trường tự Các điện từ trường tự nói chung hệ điện tích dòng điện sinh Nhưng sau hình thành, cách chúng tách rời khỏi hệ điện tích, dòng điện vận động theo qui luật riêng, không phụ thuộc vào nguồn gốc sinh chúng Các phương trình Maxwell cho phép tiên đoán tồn điện từ trường tự trước tạo loại trường thực nghiệm Các phương trình điện từ tường tự phương trình  Maxwell ta đặt điều kiện   j  (chỉ có từ trường, điện tích dòng điện) Các điều kiện thỏa mãn điện môi đồng chất vô hạn Ta có:   B rotE   t   D rotH   t (1.1) (1.2)  divD   divB  (1.3) (1.4) Hình 2.11 Cho trùm ánh sáng trắng tr ng song song qua hai nicon vuông góc đặt lưỡng chiếtt gi P A, mở mắt O nhìn vào bbản T ta thấy ánh sáng n Quay n tinh thể th quanh phương truyền củaa ánh sáng theo chi chiều chiều kia, th thấy màu đỏ mờ dần đến mộtt lúc tắt t hẳn.Tiếp tục quay tinh thểể lại thấy màu rõ dần, n, màu không đổi, cường cư độ ánh sáng cực đại triệệt tiêu Lúc màu n T hi rõ nhất, u ta quay nicon phân tích th thấy màu nhạt dần tớii m lúc hẳn tinh thể có màu trắng Tiếp tục quay n tinh thể th theo chiều cũ thấy bảnn có màu khác, lúc đầu nhat sau đậm dầần Màu thay đổi cách tuầần hoàn thấy y hai màu xác định đ với Hiện tượng ng s phân cực sắc, đặcc trưng đđối với môi trường dị hướng b Ảnh hưởng mộ ột bane lưỡng chiết đối vớii ánh sáng phân cực c Giả sử T mộ ột tinh thể lưỡng chiết có hai mặtt song song, đđộ dày E Ox,Oy vết v mặt củaa hai phương dao đđộng ưu tiên tinh thể hay hai đường đư trung hoà Đối với tinh thể đơn tr trục hai phương hương Ox, Oy hình chiếu tinh thể m mặt bản, trục tinh thể vuông góc với mặt n không ph phương dao động ưu tiên n tượng tư không xảy Còn với tinh thểể lưỡng cực,thì 36 hai tia Ox, Oy hai đường đư phân giác góc tạo hình chi chiếu hai quang trục mặtt b Hình 2.12  Dao đông phân cực c thẳng (OP) ,ra khỏii nicon P hình (2.12)   tới n coi đư tạo thành phần OPx OPy truy truyền qua mà không bị biến dạạng, OPx truyền với vận tốc  ’, OPy truyền truy với vận tốc  ” Giả sử  ’ >  ” Ox gọi g trục nhanh, Oy gọi trục chậậm Gọi n '  c ' n "  c chiết suất bản, ứng ng với v hai vận tốc "  ’  ” Khi khỏi kh bản, hai dao động OPx OPy có hiệu lộ trình  hiệu số pha  là:   e(n " n ')   2   2 e(n " n ')  Hai chùm tia ló mang hai dao đ động phân cực thẳng ng OPx OPy thường ng không trùng nhau, b tinh thể thường mỏng ng chùm tia sáng rộng ng nên ta coi chúng trùng Do kh khỏi chúng tổng hợp lại vớii cho m dao động elip Có ba trường hợp: 37 đ P’ ló   2 k   k  ,với k số nguyên Dao động khỏi n dao động đ phân cực thẳng, ng, có phương dao đđộng với dao động tới Bản n tinh thể th thoả mãn điều kiện gọi bảản toàn sóng a) Dao động ng tới t b) Dao động ló Hình 2.13   k    Dao động đ ló P’ dao động phân cựcc thẳng th a)Dao động đ tới b)Dao động ló Hình 2.14   k     k    Dao động ló dao động đ phân cực elip, nhận hai đường ng trung hoà Ox,Oy làm trục tr đối xứng ng (2.16) B Bản tinh thể gọi phần n tư sóng 38 a) Dao động đ tới b) Dao động ng ló Hình 2.15 Nếu góc  OP làm với v hai đường ng trung hoà b 45 đ dao động ló mộtt dao động đ phân cực  ,thì Px Py có biên độ tròn Nếu k mộtt số s chẵn dao động tròn tả tuyền n k lẻ l dao động tròn hữu u tuyền Đặc tính bảản phần tư sóng biến mộtt dao đ động phân cực thẳng thành mộtt dao động đ phân cực tròn ngượcc lại l Do thường dùng đểể khảo sát dao động phân cực tròn c.Cường Cường độ chùm sáng qua tinh thể đặt hai nicon Hình 2.16 Dao động phân cực elip P ' khỏi bane T, qua kính phân tích tíc A tới mắt Giả sử OA phương dao động mà nicon A cho qua qua, hình chiếu OP’ OA dao động lọt qua nicon A A Coi hình 39 chiếu tổng hợp hai hình chiếu OU OV Px' Py' OA ( hình 2.16 ) Gọi   hai góc OP OA tạo với trục nhanh Ox Ta có: OPy  a sin t.sin  OPx  a sin  t.cos  Và: OU  OPx' cos   a sin t.cos  cos  OV  OPy' sin   a sin(t   ).sin  sin  Do đó: OA  OU  OV  a sin t.cos  cos   a sin(t   ).sin  sin  Khai triển a sin(t   ) ta được: OA  a (cos  cos   sin  sin  cos  )sin t  cos t sin  sin  sin  OA có dạng: OA  P sin t  Q cos t Vậy cường độ chùm sángqua nicon A, tỉ lệ với bình phương biên độ O là: I  OA2  a (cos  cos   sin  sin  cos  )2  sin  sin  sin   I cos  cos   sin  sin  cos   sin  sin  sin   a 2sin  cos  sin  cos  cos  40 I  cos  cos   sin  sin   2sin  cos  sin  cos  cos  a I  cos (   )  sin 2 sin  (1  cos  ) a 2 I  cos (   )  sin 2 sin  sin  a2 Hoặc I  cos (   )  sin 2 sin 2 cos 41  a2 (2.6) CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG Hiện tượng phân cực sóng điện từ có nhiều ứng dụng khoa học kỹ thuật đời sống 3.1 Màn hình tinh thể lỏng (LCD) Một ứng dụng thông dụng thực tế phân cực hiển thị tinh thể lỏng (LCD) dùng hàng loạt dụng cụ đồng hồ đeo tay, hình máy tính, đồng hồ bấm giờ, đồng hồ treo tường nhiều vật dụng khác Các hệ hiển thị dựa tương tác phân tử kết tinh chất lỏng dạng que với điện trường sóng ánh sáng phân cực Pha tinh thể lỏng tồn trạng thái gọi cholesteric, phân tử định hướng thành lớp, lớp xoắn chút để tạo hình dạng xoắn ốc (hình 3.1) Khi sóng ánh sáng phân cực tương tác với pha tinh thể lỏng, sóng bị “xoắn lại” góc gần 90 độ so với sóng tới Độ lớn xác góc hàm mũ pha tinh thể lỏng cholesteric, phụ thuộc vào thành phần hóa học phân tử (có thể điều chỉnh tinh tế thay đổi nhỏ cấu trúc phân tử) 42 Hình 3.1 Cấu trúc hình tinh thể lỏng 3.2 Tế bào Pockel Các tinh thể không đối xứng dùng để tạo ánh sáng phân cực áp điện trường vào bề mặt Một dụng cụ phổ biến sử dụng ý tưởng có tên tế bào Pockels, dùng chung với ánh sáng phân cực làm thay đổi hướng phân cực 90 độ Tế bào Pockels bật tắt nhanh dòng điện thường dùng làm cửa chắn nhanh cho phép ánh sáng qua khoảng thời gian ngắn (cỡ nano giây) Hình 10 biểu diễn truyền ánh sáng phân cực qua tế bào Pockels (sóng màu vàng) Ánh sáng sin màu xanh đỏ phát từ vùng tế bào biểu diễn cho ánh sáng phân cực đứng ngang Khi tế bào tắt, ánh sáng phân cực không ảnh hưởng truyền qua (sóng màu xanh), tế bào hoạt động mở, vectơ điện chùm ánh sáng lệch 90 độ (sóng màu đỏ) Trong trường hợp có điện trường cực lớn, phân tử chất lỏng chất khí định xử tinh thể dị hướng thẳng hàng theo kiểu tương tự Tế bào Kerr, thiết kế dùng chất lỏng chất khí gia dụng thay cho tinh thể, hoạt động sở làm thay đổi góc ánh sáng phân cực 43 Hình 3.2 Cấu trúc tế bào Pockel Những ứng dụng khác ánh sáng phân cực bao gồm kính râm Polaroid nói trên, việc sử dụng lọc phân cực đặc biệt dùng cho thấu kính camera Nhiều thiết bị khoa học đa dạng sử dụng ánh sáng phân cực, phát laser, qua phân cực nguồn nóng sáng huỳnh quang nhiều kĩ thuật khác Các phân cực sử dụng phòng chiếu sáng sân khấu để làm giảm ánh chói tăng độ rọi sáng, mang kính để cảm nhận chiều sâu với phim ba chiều Các phân cực bắt chéo dùng quần áo du hành vũ trụ để làm giảm đột ngột khả ánh sáng phát từ Mặt Trời vào mắt nhà du hành vũ trụ lúc ngủ 3.3 Kính hiển vi phân cực Sự phân cực ánh sáng có ích nhiều mặt kính hiển vi quang học Kính hiển vi phân cực loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng phân cực để quan sát, nghiên cứu định tính định lượng mẫu có đặc tính lưỡng chiết ( có hai số khúc xạ) Các chất dị hướng có tính chất quang học thay đổi theo hướng truyền ánh sáng qua chúng 44 Để hoàn thành công việc này, kính hiển vi phải trang bị phân cực, đặt đường tia sáng trước mẫu vật, phân tích (bản phân cực thứ hai), đặt quang trình lỗ sau vật kính ống quan sát cổng camera Sự tương phản ảnh tăng lên tương tác ánh sáng phân cực phẳng với chất lưỡng chiết (hoặc khúc xạ kép), tạo hai thành phần sóng riêng rẽ phân cực mặt phẳng vuông góc với Vận tốc thành phần khác thay đổi theo hướng truyền ánh sáng qua vật Sau khỏi vật, thành phần ánh sáng lệch pha quét nên hình elip vuông góc với hướng truyền, kết hợp lại qua giao thoa tăng cường triệt tiêu chúng truyền qua phân tích Kính hiển vi ánh sáng phân cực kĩ thuật nâng cao độ tương phản cải thiện chất lượng ảnh thu với chất lưỡng chiết so với kĩ thuật khác chiếu sáng trường tối trường sáng, tương phản giao thoa vi sai, tương phản pha, tương phản điều biến Hoffman, huỳnh quang Trong địa chất học, để khảo sát hạt tinh thể nhỏ,trong mẫu đất đá người ta thường dung kính hiển vi phân cực.Quan sát màu sắc tinh thể thay đổi màu sắc quay chúng nhận biết loại tinh thể.Người thợ kim hoàn thường quan sát viên đá quý hai nicon,để phân biệt đá giả với đá thật dựa vào màu sắc xuất Ngoài ra, việc sử dụng phân cực cho phép đo đạc tính chất quang học khoáng vật chất tương tự giúp phân loại nhận dạng chất chưa biết 3.4 Kính lọc phân cực Trong nhiều loại hình tinh thể lỏng (LCD), ánh sáng đưa qua kính lọc phân cực để bị phân cực phẳng, qua lớp tinh thể 45 lỏng mặt phẳng phân cực bị xoay góc tùy thuộc vào điện áp đặt lên tinh thể, đến mắt người quan sát thông qua kính lọc phân cực đầu Cường độ ánh sáng đến mắt tùy thuộc vào góc lệch mặt phẳng phân cực ánh sáng với phương phân cực kính lọc phân cực đầu ra, góc lệch điều khiển điện áp tinh thể lỏng a) ảnh chụp thông thường b) ảnh chụp sử dụng kính lọc phân cực Hình 3.3 Kính lọc phân cực sử dụng nhiếp ảnh để thu màu xanh đậm cho trời loại bỏ ánh sáng phân cực phản xạ lại từ mặt nước từ cửa kính Sức căng bên lòng miến thủy tinh thấy rõ quan sát ánh sáng phân cực, thông qua kính lọc phân cực (hình 3.4) Hình 3.4 Với số vật liệu suốt, tác động lực kéo nén (hoặc tác động vật lý khác, tác động điện trường, từ trường, ) vật liệu thể tính lưỡng chiết Do sức căng lòng vật liệu, tác động vật lý lên vật liệu, quan sát rọi ánh 46 sáng phân cực lên vật liệu sử dụng kính lọc phân cực đầu chùm sáng sau qua vật liệu Dùng ánh sáng phân cực để khử tác dụng làm chói mắt ánh sáng xe ôtô ngược chiều nhau, đèn pha kính trước có gắn polaroit song song (lọc sắc phân cực đơn tinh thể herapatit siêu vi mô định hướng phủ lên xeluloit) Vì ánh sáng phân cực từ đèn pha không qua kính ôtô ngược chiều poleroit hai ôtô bắt chéo Nhưng người lái ôtô lại nhìn thấy ôtô ngược chiều đường chiếu pha ôtô Trong trường hợp ánh sáng phân cực khỏi đèn pha phản xạ ngược lại, qua polaroit kính trước đèn người lái xe polaroit đặt song song với chùm sáng 3.3 Thông tin liên lạc radar Radar sử dụng sóng radio phân cực ngang, phân cực dọc, phân cực tròn tùy theo ứng dụng cụ thể để định vị tốt Ví dụ phân cực tròn dung để giảm thiểu độ nhiễu xạ tạo mưa, Sóng phản xạ bị phân cực phẳng thường cho biết sóng bị dội lại từ bề mặt kim loại, giúp radar tìm kiếm hiệu Các sóng radar có tính phân cực ngẫu nhiên thường cho biết bề mặt phản xạ đất đá, sử dụng chủ yếu cho tàu thuyền Trong hầu hết trường hợp phân cực sóng tuyến tính, theo chiều đứng ngang Ở khoảng cách lớn thích hợp so với ăng-ten (khoảng 10 lần bước sóng), sóng điện từ coi sóng phẳng Trong trường hợp phân cực ăng-ten phân cực sóng phẳng mà xa Dựa nguyên lý thuận nghịch, điều với ăng-ten thu Ví dụ, ăng-ten thu phân cực đứng, điều có nghĩa sóng đầu vào phân cực đứng cho đầu cực đại với ăng- 47 ten Một cách lý tưởng sóng đầu vào phân cực ngang hoàn toàn thu ăng-ten có phân cực đứng Sự phân cực đứng dung chủ yếu ứng dụng LMR (Land Mobile Radio) 48 KẾT LUẬN Đề tài trình bày phân cực sóng điện từ chuyên ngành vật lý lý thuyết Đề tài thực với mong muốn đóng góp kinh nghiệm giúp bạn đọc nghiên cứu nhiều hơn, sâu phân cực sóng điện từ ứng dụng Dù cố gắng song bước đầu bắt tay vào nghiên cứu, trình độ kinh nghiệm thân có hạn thời gian không cho phép nên nhiều vấn đề chưa đề cập tới Bởi lần đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học nên khóa luận không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Em mong nhận góp ý quý thầy cô bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Đinh Thị Thúy Nga 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Phúc Thuần, Điện động lực hoc, NXB Giáo duc 1992 Đào Văn Phúc, Điện động lực học, NXB Giáo dục, Hà Nội 1976 Tôn Thất Bảo, Dương Hiểu Thuận, Lý thuyết trường điện tử vầ cao tần, Học viên bưu viễn thông, Hà Nội 2007 Phạm Thị Yến, Sự truyền qua ánh sáng môi trường dị hướng K33 Vũ Văn Quân, Lý thuyết ống dẫn sóng K33 Wikipdia.org/ wiki / Tán_xạ_Rayleigh Mientay.vn.com/ cac_trang_thai_phan_cưc_của_anh_sang_vector_Jones 50 [...]... (1.23) và (1.24) các vectơ E và H đều vuông góc với k , tức là vuông góc với phương truyền sóng Vậy sóng điện từ là sóng ngang Hình 1.3: Sóng điện từ là sóng ngang 11 CHƯƠNG II: SỰ PHÂN CỰC CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ Sự phân cực nói chung có nghĩa là định hướng hoặc là hiện tượng vector dao động bị giới hạn theo phương dao động Nói chung sóng điện từ phẳng, đơn sắc không phân cực tức là các   vector cường độ điện. .. suất của các hạt; d là kích thước thư trung bình của các hạt; λ là l bước sóng của ánh sáng 20 Hình 2.5 Sự phân cực của ánh sáng mặt trời tán xạ Sự phân cực khí quyển là kết quả trực tiếp của sự tán xạ Rayleigh của ánh sáng Mặt Trời bởi các phân tử trong khí quyển Lúc va chạm giữa photon đến từ Mặt Trời và phân tử chất khí, điện trường từ photon giảm dao động và rồi tái bức xạ ánh sáng phân cực từ phân. .. khúc xạ của sóng điện từ Ta xét một điện từ phẳng, đơn sắc truyền tới điểm P trên mặt phân cách giữa hai môi trường Sóng đó gọi là sóng tới Một phần sóng tới bị phản xạ lại môi trường ta gọi là sóng phản xạ Để đơn giản ta xét đối với sóng tới phân cực thẳng ngang và ứng a Sóng tới phân cực ngang 21 Sóng phân cực thẳng được gọi là phân cực ngang nếu vector cường độ điện trường của sóng vuông góc với... tượng phân cực cả về biểu thức toán học cho biên độ sóng và tính đối xứng Do điện trường và từ trường vuông góc với nhau, nên giá trị của từ  trường B sẽ được suy ra dễ dàng từ biểu thức cường độ điện trường E bằng cách áp dụng hệ các phương trình Maxwell  Vậy sự phân cực của sóng điện từ chính là quỹ đạo của vector E trong mặt phẳng phân cực  Để đơn giản ta chọn hệ tọa độ Descarter, vector E của. .. truyền sóng Một tính chất đặc trưng của sự phân cực elip đó là hướng phân cực có thể là xoay sang trái hoặc xoay sang phải Sự quét vectơ xoay theo chiều kim đồng hồ được cho là phân cực phải (thuận), và sự quét vectơ xoay ngược chiều kim đồng hồ là phân cực trái (nghịch) Trong trường hợp mà trục chính và trục phụ của elip phân cực bằng nhau, thì sóng ánh sáng rơi vào loại ánh sáng phân cực tròn, và có... (1.12) Như vậy, điện trường và từ trường cùng thỏa mãn một phương trình, đó là phương trình D’Alember (Dalambe) hay phương trình sóng Điện từ trường tự do tồn tại dưới dạng sóng điện từ  Phương trình sóng điện từ phẳng Khi xét đến sóng điện từ ở vùng xa nguồn phát ta có thể coi sóng điện từ là sóng phẳng Vì khi nghiên cứu sóng phẳng sẽ dễ dàng hơn về mặt toán học, và kết quả nghiên cứu của sóng phẳng có... điện từ và có giá trị bằng E  hv  Sóng điện từ là sóng ngang : tại mỗi điểm trong không gian có sóng điện từ ta có thể xác định được hai vector cường độ điện trường     E và cảm ứng từ B Phương của các vector E và B , tức là phương dao động tại bất kì thời điểm nào trong điện từ trường đều vuông góc với phương truyền sóng Nếu điện từ trường là một sóng phẳng truyền theo chiều dương của trục x và. .. quát của sóng điện từ  Sóng điện từ tồn tại cả trong môi trường vật chất và môi trường chân không ( sóng cơ chỉ tồn tại trong môi trường vật chất)  Vận tốc truyền sóng điện từ trong môi trường đồng chất và đẳng hướng v bằng :   1   Trong đó : c  3.108 m / s - vận tốc ánh sáng trong chân không  Sóng điện từ có năng lượng, đó là năng lượng của trường điện từ định xứ trong không gian của sóng điện. .. xạ bị phân cực Một tính chất quan trọng của ánh sáng phân cực phản xạ là độ phân cực phụ thuộc vào góc tới của ánh sáng, với lượng phân cực tăng được quan sát thấy khi góc tới giảm Khi xét sự tác động của ánh sáng không phân cực lên một bề mặt cách điện phẳng, có một góc duy nhất mà tại đó sóng ánh sáng phản xạ bị phân cực hoàn toàn vào một mặt phẳng Góc này thường được gọi là góc Brewster, và có thể... hạn phân cách 2 môi trường và trục x chỉ phương của vecto cường độ từ trường của sóng tới Ta thấy các vector từ trường của sóng tới, sóng phản xạ và sóng khúc xạ chỉ có một thành phần theo trục x, còn vector cường độ điện trường của ba sóng trên có 2 thành phần theo trục y và z Áp dụng điều kiện biên cho các thành phần tiếp tuyến của điện trường và từ trường tại mặt giới hạn phân cách hai môi trường ... VỀ SÓNG ĐIỆN TỪ 1.1 Khái niệm sóng điện từ tạo thành sóng điện từ 1.2 Phương trình sóng điện từ 1.3 Một số tính chất sóng điện từ 10 CHƯƠNG II: SỰ PHÂN CỰC CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ... k , tức vuông góc với phương truyền sóng Vậy sóng điện từ sóng ngang Hình 1.3: Sóng điện từ sóng ngang 11 CHƯƠNG II: SỰ PHÂN CỰC CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ Sự phân cực nói chung có nghĩa định hướng tượng... sáng điện nhanh 1.1 Khái niệm sóng điện từ tạo thành sóng điện từ Sóng điện từ (hay xạ điện từ) kết hợp dao động điện trường từ trường vuông góc với nhau, lan truyền không gian sóng Sóng điện từ