Đang tải... (xem toàn văn)
Trong đó IM là cường độ cực đại của ánh sáng ló ra khỏi A (khi quay kính A quanh phương truyền của tia sáng, ta có I = 0 khi (=900 và I=IM khi ( = 0). Hệ thức trên được thành lập bởi Malus năm 1809 do các kết quả thực nghiệm, nên được gọi là định luật Malus. GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHÂN CỰC SS.13. Thí nghiệm Arago - Fresnel
F- w y bu y bu to k lic c (P) θ (A) θ E Ecosθ θ E H.26 Gọi ( góc hợp mặt phẳng chấn động ứng với hai kính phân cực P A Nếu E chấn động sáng sau qua P có thành phần E cos( truyền qua kính phân cực mà Vậy cường độ sáng sau qua A : I = I M cos2 θ Trong IM cường độ cực đại ánh sáng ló khỏi A (khi quay kính A quanh phương truyền tia sáng, ta có I = (=900 I=IM ( = 0) Hệ thức thành lập Malus năm 1809 kết thực nghiệm, nên gọi định luật Malus GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHÂN CỰC SS.13 Thí nghiệm Arago - Fresnel Ta thực giao thoa với ánh sáng phân cực vấn đề phức tạp dùng ánh sáng tự nhiên L1 T1 P S1 (E) A H.27 S S2 T2 L2 Trong thí nghiệm dùng bán thấu kính Billet sau S1 S2 đặt tourmaline T1 T2 Quan sát tượng E Trước hết chưa dùng nicol A Ta thấy trường hợp: Ánh sáng tới bán thấu kính L1 L2 ánh sáng tự nhiên (không dùng nicol P) hay ánh sáng phân cực (có dùng nicol hình vẽ 27) Kết thí nghiệm sau : • Nếu T1 T2 vị trí có quang trục song song, E ta thấy có tượng giao thoa • Nếu T1 T2 vị trí có quang trục thẳng góc, E khơng thấy tượng giao thoa (vì chấn động khơng phương) - Bây giữ T1 T2 vị trí thẳng góc quan sát E kính nhắm có Nicol A Hiện tượng quan sát sau : • Nếu ánh sáng tới L1 L2 ánh sáng thiên nhiên, ta không thấy vân giao thoa mặc dù, sau qua A, hai chấn động phương Điều đưa đến kết luận: hai chùm tia sáng phân cực ló từ T1 T2 ánh sáng kết hợp Thực vậy, ta biết, chấn động sáng tự nhiên coi gồm hai chấn động thành phần vng góc khơng kết hợp pha Hai Tourmaline cho truyền qua hai chấn động vng góc d o m o m w o c u -tr ack C to k lic C SS.12 Định luật Malus w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c F- w y Tại điểm M E, ta có hợp hai chấn động vng góc Ta khảo sát chấn động elip hợp T1 S1 P S y1 d1 M d C d2 S2 T2 α (E) (a) P P2 H.28 (b) P1 x1 Giả sử sau qua Nicol P, chấn động sáng có dạng s=acos(t Trong hình 28(b), trục Ox1, Oy1 song song với trục quang học hai tourmaline T1, T2 Các chấn động truyền qua T1 T2 hai thành phần vng góc chấn động s nên viết dạng: x1 = a cos α cos ω t = acos ω t y1 = a sin α cos ω t = bcos ω t với A = a cosα , B = a sinα Khi truyền tới M, hai quang lộ khác nên khơng cịn đồng pha mà chúng có hệ số pha 2πδ 2π (d − d1 ) ϕ= = λ λ Sau đổi gốc thời gian, hai chấn động tới M viết sau : x = A cos ω t; y = B cos (ω t – ϕ) (các trục x y lấy E, song song với trục x1 y1, nghĩa song song với hai trục quang học hai tourmaline T1 T2) Suy : x sin ϕ = cos ω t.sin ϕ a x cos ϕ = cos ω t.cos ϕ a (14.1) ĉ y x − cos ϕ = sin ω t.sin ϕ b a (14.2) Bình phương vế phương trình (14.1) (14.2), cộng lại suy : x2 cos ϕ y2 (14.3) xy − + − sin ϕ = 2 a ab b Đây phương trình cơnic có biệt số k lic d o m w o khơng kết hợp, sau qua A phương, khơng thể có giao thoa • Nếu đặt Nicol P sau nguồn S, ta có ánh sáng phân cực thẳng tới L1 L2 Nhìn qua A ta thấy có vân giao thoa Trong trường hợp T1 T2 cho truyền qua hai thành phần chấn động, nghĩa chúng kết hợp pha với Sau qua A, hai chấn động trở thành đồng phương, tạo thành tượng giao thoa SS.14 Khảo sát chấn động Elip C m o c to bu y bu to k lic C c u -tr ack w w d o w w w w N O W ! h a n g e Vi e N O W XC er PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k c h a n g e Vi e c u -tr a c k w N y to bu k lic Vậy phương trình chấn động elip Ta xét trường hợp quen thuộc thí nghiệm để phương chấn động OP hợp với phương trục quang học T1 T2 góc 45o α = 450 ⇒ a = b = a 2 Phương trình (5.21) trở thành x − cos ϕ xy + y − a2 sin ϕ = (14.4) y Chọn hệ trục : X Y OX theo phương OP, P OY thẳng góc với OP α = 45o Ta có : x H.29 (x + y) X = x cos α + y sin α = = a [cos ω t + cos (ω t − ϕ )] = a cos ϕ ϕ cos(ω t − ) 2 Y = x sin α + y cos α = (− x + y) a ϕ ϕ [ − cos ω t + cos(ω t − ϕ )] = a sin sin(ω t − ) 2 X2 Y2 Suy (14.5) + =1 2 ϕ 2 ϕ a cos a sin 2 = Đây phương trình elip có hai trục OX OY, nội tiếp hình vng có ϕ ϕ cạnh a , nửa trục elip a cos a sin Dạng elip thay đổi theo trị số 2 ϕ, nghĩa thay đổi theo vị trí điểm M E y Y y X P x ϕ =0 x < ϕ < π2 ϕ = π2 elip traùi π