Phân cực ánh sáng và Ứng dụng

Ánh sáng là một người bạn gẫn gũi của con người trong mọi hoạt động hằng ngày, đôi khi sự tồn tại của chúng đối với con người như là một điều hiển nhiên và tự nhiên. Nói như vậy không có nghĩa con người luôn chấp nhận sự đồng hành của người bạn ánh sáng đi bên cạnh mình mà không đặt vấn đề tìm hiểu “cội nguồn” của chúng. Vậy ánh sáng từ đâu sinh ra? Bản chất của ánh sáng là như thế nào? Vô vàn câu hỏi, và những thắc mắc mà con người đã đặt ra cho ánh sáng. Nhưng dường như người bạn ánh sáng của chúng ta lại rất thích chơi trò “đánh đố”, vì vậy, tuy con người từ thời cổ đại xa xưa đã “hỏi” ánh sáng như vậy, nhưng phải nói rằng cho đến thế kỉ 20, con người mới thật sự có được cái nhìn đúng đắn hơn đối với ánh sáng, song vẫn chưa hoàn thiện. Quá trình con người đi tìm câu trả lời của ánh sáng là rất dài và trải qua nhiều giai đoạn, có những giai đoạn tưởng chừng như đã tìm ra, nhưng rồi “gợi ý” mới của ánh sáng lại xuất hiện và con người lại kiếm tìm. Sự phân cực ánh sáng là một nội dung quan trọng khi nghiên cứu về ánh sáng. Trong các giáo trình quang học, sự phân cực ánh sáng được dành ra hẳn một chương để bàn luận về các vấn đề thế nào là ánh sáng phân cực, cách nhận biết đâu là ánh sáng phân cực, cách tạo ra ánh sáng phân cực, sự giao thoa của ánh sáng phân cực, sự quay mặt phẳng phân cực,… Trên thực tế sự phân cực ánh sáng có rất nhiều ứng dụng mà con người cũng đã được biết đến nhưng những tài liệu mang tính hệ thống viết về những ứng dụng này chưa nhiều. Đối với sinh viên Vật lí kỹ thuật nói chung và sinh viên Vật lí kỹ thuật ở trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói riêng, trong quá trình học tập việc gắn những kiến thức lí thuyết với ứng dụng thực tế của những kiến thức đó là một yêu cầu quan trọng. Nó giúp nhóm đề tài cũng như các bạn sinh viên ghi nhớ kiến thức tốt hơn, tạo hứng thú, yêu thích môn học hơn. Những thông tin chi tiết hơn nữa về ứng dụng của hiện tượng này trong đời sống và kĩ thuật sẽ giúp chúng ta thấy được ý nghĩa to lớn của hiện tượng và hiểu về hiện tượng một cách sâu sắc hơn. Từ những lí do trên, với mong muốn hiểu sâu và rõ hơn những ứng dụng của hiện tượng quang học trong thực tế, tập hợp được một tài liệu nhằm giới thiệu được cho người đọc những thông tin chi tiết hơn về những ứng dụng của hiện tượng phân cực ánh sáng, nhóm đề tài lựa chọn Phân cực ánh sáng .

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN VẬT LÝ KỸ THUẬT ─────── *─────── BÁO CÁO ĐỀ TÀI: PHÂN CỰC ÁNH SÁNG HÀ NỘI 2018-2019 Mục Lục CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG 1.1 Ánh sáng tự nhiên ánh sáng phân cực 1.1.1 Ánh sáng tự nhiên 1.1.2 Ánh sáng phân cực 1.2 Quỹ đạo vecto cường độ điện trường chùm sáng phân cực 1.3 Phương pháp tạo chùm sáng phân cực 12 1.3.1 Định luật Maluyt 12 1.3.2 Phân cực phản xạ 14 1.3.3 Sự phân cực tán xạ 16 1.3.4 Phân cực môi trường lưỡng chiết 18 1.4 Các dụng cụ phân cực ánh sáng 23 1.4.1 Nhận xét chung 23 1.4.2 Lăng kính Nicol 24 1.4.3 Lăng kính lưỡng chiết cho hai chùm tia 26 1.4.4 Các phân cực dùng tính lưỡng sắc 27 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ UVLED VÀ KHỬ TRÙNG 29 2.1 Ứng dụng đời sống thường ngày 29 2.2 Ứng dụng công nghệ HĐ 33 LỜI NÓI ĐẦU Ánh sáng người bạn gẫn gũi người hoạt động ngày, tồn chúng người điều hiển nhiên tự nhiên Nói khơng có nghĩa người chấp nhận đồng hành người bạn ánh sáng bên cạnh mà khơng đặt vấn đề tìm hiểu “cội nguồn” chúng Vậy ánh sáng từ đâu sinh ra? Bản chất ánh sáng nào? Vô vàn câu hỏi, thắc mắc mà người đặt cho ánh sáng Nhưng dường người bạn ánh sáng lại thích chơi trị “đánh đố”, vậy, người từ thời cổ đại xa xưa “hỏi” ánh sáng vậy, phải nói kỉ 20, người thật có nhìn đắn ánh sáng, song chưa hồn thiện Q trình người tìm câu trả lời ánh sáng dài trải qua nhiều giai đoạn, có giai đoạn tưởng chừng tìm ra, “gợi ý” ánh sáng lại xuất người lại kiếm tìm Sự phân cực ánh sáng nội dung quan trọng nghiên cứu ánh sáng Trong giáo trình quang học, phân cực ánh sáng dành hẳn chương để bàn luận vấn đề ánh sáng phân cực, cách nhận ánh sáng phân cực, cách tạo ánh sáng phân cực, giao thoa ánh sáng phân cực, quay mặt phẳng phân cực,… Trên thực tế phân cực ánh sáng có nhiều ứng dụng mà người biết đến tài liệu mang tính hệ thống viết ứng dụng chưa nhiều Đối với sinh viên Vật lí kỹ thuật nói chung sinh viên Vật lí kỹ thuật trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói riêng, q trình học tập việc gắn kiến thức lí thuyết với ứng dụng thực tế kiến thức yêu cầu quan trọng Nó giúp nhóm đề tài bạn sinh viên ghi nhớ kiến thức tốt hơn, tạo hứng thú, u thích mơn học Những thông tin chi tiết ứng dụng tượng đời sống kĩ thuật giúp thấy ý nghĩa to lớn tượng hiểu tượng cách sâu sắc Từ lí trên, với mong muốn hiểu sâu rõ ứng dụng tượng quang học thực tế, tập hợp tài liệu nhằm giới thiệu cho người đọc thông tin chi tiết ứng dụng tượng phân cực ánh sáng, nhóm đề tài lựa chọn "Phân cực ánh sáng" CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG 1.1 Ánh sáng tự nhiên ánh sáng phân cực 1.1.1 Ánh sáng tự nhiên Ta biết nguyên tử phát ánh sáng dạng đồn sóng nối tiếp Trong đồn sóng vector điện trường ln dao động theo phương xác định, vng góc với tia sáng (H 1-1) Tia sáng Hình 1-1 Dao động vector cường độ điện trường đoàn sóng Nhưng tính chất hỗn loạn vận động bên ngun tử, vector đồn sóng nguyên tử phát dao động theo phương khác xung quanh tia sáng Mặt khác nguồn sáng mà xét dù có kích thước nhỏ bao gồm nhiều nguyên tử, phương dao động vector đồn sóng nguyên tử phát thay đổi cách hỗn loạn xung quanh tia sáng Như ánh sáng từ nguồn phát (Mặt Trời, dây tóc nung đỏ ) có vector cường độ điện trường dao động theo tất phương vng góc với tia sáng Ánh sáng có vector cường độ điện trường dao động đặn theo phương vng góc với tia sáng gọi ánh sáng tự nhiên Để biểu diễn ánh sáng tự nhiên góc với tia sáng vector cường độ điện người ta vẽ mặt phẳng vng trường có trị số nhau, phân bố Tia sáng đặn xung quanh tia sáng đầu mút chúng nằm đường trịn có tâm tia sáng (H 1-2) 1.1.2 Ánh sáng phân cực Hình 1-2 Biểu diễn ánh sáng tự nhiên Thực nghiệm chứng tỏ cho ánh sáng tự nhiên qua môi trường bất dẳng hướng mặt quang học, ví dụ tinh thể, điều kiện định đó, tác dụng mơi trường lên ánh sáng tự nhiên làm cho vector cường độ điện trường dao động theo phương định Ánh sáng có vector cường độ điện trường dao động theo phương xác định gọi ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực tồn phần Hình 1-3 Mơ tả thượng phân cực ánh sáng Mắt người khơng có khả phân biệt ánh sáng định hướng ngẫu nhiên ánh sáng phân cực, ánh sáng phân cực phẳng phát qua cường độ hiệu ứng màu, ví dụ giảm độ chói mang kính râm Ý niệm phân cực ánh sáng minh họa hình 1-3 chùm ánh sáng không phân cực tới hai phân cực thẳng Vectơ điện trường vẽ chùm ánh sáng tới dạng sóng sin dao động theo hướng (360 0, có sóng, cách 600 vẽ hình) Trong thực tế, vectơ điện trường ánh sáng tới dao động vng góc với hướng truyền với phân bố mặt phẳng trước chạm phải phân cực thứ Các phân cực minh họa (H 1-3) thực lọc gồm phân tử polymer chuỗi dài định theo hướng Chỉ có ánh sáng tới dao động mặt phẳng với phân tử polymer định hướng bị hấp thụ, cịn ánh sáng dao động vng góc với mặt phẳng polymer truyền qua lọc phân cực thứ Hướng phân cực phân cực thứ thẳng đứng nên chùm tia tới truyền qua sóng có vectơ điện trường thẳng đứng Sóng truyền qua phân cực thứ sau bị chặn lại phân cực thứ hai, phân cực định hướng ngang vectơ điện trường sóng ánh sáng Mặt phẳng chứa tia sáng phương dao động vector gọi mặt phẳng dao động ; mặt phẳng chứa tia sáng vng góc với mặt phẳng dao động gọi mặt phẳng phân cực (H 1-4) Hình 1-5a sơ dồ biểu diễn ánh sáng phân cực toàn phần Trong số trường hợp người ta thấy tác dụng môi trường lên ánh sáng tự nhiên làm cho cường độ điện trường dao động theo phương vng góc với tia sáng có phương dao động mạnh, có phương dao động yếu Ánh sáng có vector cường độ điện trường dao động theo phương vuông góc với tia sáng, có phương dao động mạnh, có phương dao động yếu, gọi ánh sáng phân cực phần Hình (1-4b) sơ đồ biểu diễn ánh sáng phân cực phần Mặt phẳng dao dộng Mặt phẳng phân a) Tia sáng Hình 1-4 Mặt phẳng dao b) mặt phẳng phân cực Hình 1-5 Sơ đồ biểu diễn ánh sáng phân cực toàn phần (a) ; phần (b) Với định nghĩa ánh sáng phân cực tồn phần trên, đồn sóng nguyên tử phát ánh sáng phân cực toàn phần Như vậy, ánh sáng tự nhiên coi tập hợp vơ số ánh sáng phân cực toàn phần dao động đặn theo tất phương vng góc với tia sáng Ta nói ánh sáng tự nhiên có tính chất đối xứng xung quanh phương truyền 1.2 Quỹ đạo vecto cường độ điện trường chùm sáng phân cực Ở ta nghiên cứu ánh sáng phân cực thẳng, ánh sáng có vector cường độ điện trường E dao động theo phương xác định Nói cách khác, ánh sáng phân cực thẳng ánh sáng mà vector cường độ điện trường dao động đường thẳng Ngoài trường hợp mút vector cường độ điện trường ánh sáng lại chuyển động đường elip hay đường trịn Ánh sáng mút vector cường độ điện trường chuyển động elip (hay đường tròn) gọi ánh sáng phân cực elip (hay phân cực tròn) Ta xét cách tạo ánh sáng phân cực elip hay phân cực tròn Một tinh thể T có bề dày d có quang trục hình 1-25 Rọi vng góc với mặt trước tia sáng phân cực toàn phần có vector cường độ điện trường E hợp với quang trục góc A Khi vào bản, tia sáng tách thành hai: tia thường tia bất thường  Tia bất thường có vector cường độ điện trường Eesong song với quang trục, cịn tia thường có vector cường độ điện trường E0 vng góc với quang trục nằm mặt phẳng vng góc với tia sáng Hình 1-5 Cách tạo ánh sáng phân cực elip tinh thể, hai tia truyền theo phương, với vận tốc khác nhau, khỏi hai tia lại truyền với vận tốc Tại điểm M sau bản, hiệu quang lộ hai tia : L0 - Le = (n0 - ne)d (a.1) Dao động sáng hai tia (dao động �⃗ � ⃗�⃗ ⃗0 ) có hiệu pha là: �� = (� − � ) = � � (� − � (a.2) )� � Trong � bước sóng ánh sáng chân không Dao động ánh sáng tổng hợp sau có vector cường độ điện trường là: �⃗ = �⃗ + �⃗ � (a.3) Vì E0 Ee dao dộng theo hai phương vơng góc, mút vector E chuyển động đường elip có phương trình: �2 �2 �1 �22 + − 2�� ⋅ ��� �� = ��� �� (a.4) �1�2 Trong x y độ dời dao động E0 Ee, a1 a2 biên độ dao động chúng Nếu trước vào bản, vector cường độ điện trường có biên độ A, thì: a1 =Acosα ; a2 = Asinα (a.5) Như sau tinh thể ta có ánh sáng phân cực elip Ta xét vài trường hợp đặc biệt Trường hợp 1: Bản có bề dày d thỏa mãn điều kiện: (�0 − �� )� = (2� + 1) � (a.6) Lúc hiệu pha hai tia: �� = (2� + 1) � Phương trình (1.18) trở thành: � � 2+ 2= �21 �22 (a.7) (a.8) mại hóa tên Polaroid (tên thương phẩm đăng kí), trở thành thuật ngữ chấp nhận rộng rãi Bất dụng cụ có khả lọc ánh sáng phân cực phẳng từ ánh sáng trắng tự nhiên (không phân cực) ngày gọi phân cực, tên đưa lần vào năm 1948 A.F Hallimond Vì lọc có khả truyền chọn lọc tia sáng, phụ thuộc vào định hướng chúng trục phân cực, nên chúng biểu dạng lưỡng sắc, thường gọi lọc lưỡng sắc Màn hình chống chói điện thoại di động Hiện hình điện thoại ngày lớn tích hợp tính cảm ứng, kèm theo việc phản chiếu mức dùng nguồn sáng mạnh, chẳng hạn dùng điện thoại trời khó thấy nội dung hiển thị Tăng độ sáng giải pháp, hạn chế nằm việc hình lớn dùng nhiều lượng nên máy mau hết pin Lớp phủ chống chói khơng có nhiều tác dụng Do hình cảm ứng chống chói điện thoại di động đời Màn hình gồm có nhiều lớp phân cực (polarize) để chống lại phản chiếu ánh sáng mạnh Các lớp có nhiệm vụ loại bỏ ảnh phản chiếu, giống tác dụng kính mát polarize hay kính lọc polarize dùng máy ảnh ta nhìn vào gương hay mặt trước Hình 2-2 Sơ đồ đường ánh sáng qua lớp hình cảm ứng chống chói điện thoại di động Ở hình ánh sáng "xử lí" nhiều lần lớp phân cực Có ba lớp hình: lớp phân cực tuyến tính (linear polarizer), lớp "làm chậm phần tư" (quart retardation layer) cuối bề mặt phản chiếu (reflecting surface) Khi ánh sáng đến hình, bước sau diễn ra: Ánh sáng dao động tự đến lớp phân cực tuyến tính, sau ánh sáng phân cực theo chiều dọc Ban đầu, sóng ánh sáng dao động theo nhiều hướng khơng gian Sau đó, ánh sáng đến "lớp làm chậm phần tư" Tại đây, ánh sáng phân cực lần theo góc phần tư hệ tọa độ dao động xy, ánh sáng dao động theo hình xoắn ốc, quay bên phải Đến mặt phản chiếu, hình, ánh sáng phản xạ lại chuyển sang quay theo hướng trái Sau tia phản xạ lại đến lớp làm chậm lần nữa, lúc ánh sáng phân cực theo phương ngang Cuối cùng, tia sáng gặp lớp phân cực tuyến tính Vì dao động theo phương ngang nên bị chặn lại hồn tồn Hình 2-3 Mơ tả kĩ ánh sáng giai đoạn hình cảm ứng Giai đoạn hai ngược lại, bị chặn lại lớp cuối 2.2 Ứng dụng công nghệ HĐ Màn hình tinh thể lỏng đơn giản (LCD) Có hai kiểu cấu tạo hình tinh thể lỏng chính, khác cách thiết kế nguồn sáng Trong kiểu thứ nhất, ánh sáng phát từ phát sáng nền, có vơ số phương phân cực ánh sáng tự nhiên Ánh sáng cho lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ nhất, trở thành ánh sáng phân cực phẳng có phương Hình 2-4 Ánh sáng phân cực phẳng tiếp tục cho truyền qua lớp điện cực suốt xẻ rãnh ngang - xẻ rãnh dọc kẹp lớp tinh thể lỏng Sau đó, ánh sánh bị đổi góc phân cực tuỳ thuộc vào điện lưới điện cực (bố trí thành ma trận) tiếp tục tới kính lọc phân cực thứ hai có phương phân cực vng góc với kính lọc thứ nhất, tới mắt người quan sát Kiểu hình thường áp dụng cho hình màu máy tính hay TV Để tạo màu sắc, lớp cùng, trước ánh sáng đến mắt người, có kính lọc màu Ở loại hình tinh thể lỏng thứ hai, chúng sử dụng ánh sáng tự nhiên vào từ mặt có gương phản xạ nằm sau, dội ánh sáng lại cho người xem Đây cấu tạo thường gặp loại hình tinh thể lỏng đen trắng thiết bị bỏ túi Do không cần nguồn sáng nên chúng tiết kiệm lượng Hình 2-5 Cấu trúc lớp hình tinh thể lỏng đen trắng không tự phát sáng (thường thấy máy tính bỏ túi) Kính lọc phân cực thẳng đứng để lọc ánh sáng tự nhiên vào Lớp kính có điện cực ITO Hình dáng điện cực hình cần hiển thị 3.Lớp tinh thể lỏng 4.Lớp kính có điện cực ITO chung 5.Kính lọc phân cực nằm ngang 6.Gương phản xạ lại ánh sáng cho người quan sát Cấu tạo hình LCD Màn hình tinh thể lỏng cấu tạo lớp xếp chồng lên Lớp đèn nền, có tác dụng cung cấp ánh sáng (ánh sáng trắng) Đèn dùng hình thơng thường, có độ sáng 1000cd/m thường đèn huỳnh quang Đối với hình cơng cộng, đặt ngồi trời, cần độ sáng cao sử dụng đèn xenon Cấu tạo Màn hình LCD màu gồm có: Màn phát sáng + Màn phân cực ngang + Lưới điện cực ngang suốt có rãnh ngang + Tinh thể lỏng + Lưới điện cực dọc suốt có rãnh dọc + Lớp lọc màu + Màn phân cực dọc + Màn sáng Hình 2-6 Cấu tạo nguyên lý LCD màu Giữa lớp điện cưc dọc ngang phần tử tinh thể lỏng có khuynh hướng tự xếp cách từ từ xoay góc 90 độ Hình 2-10 Lớp tinh thể lỏng có phần tử xếp xoay 90 độ Chùm ánh sáng phân cực ngang qua tinh thể lỏng xoay thành phành phân cực dọc Hình 2-7 Chùm tia sáng phân cực qua lớp tinh thể lỏng xoay phương phân cực 90 độ Dưới tác dụng điện trường phần tử tinh thể lỏng xếp lại không xoay 90 độ Hình 2-8 Ảnh hưởng điện trường đến tinh thể lỏng Do khơng có điện trường, chùm tia sáng từ phát sáng phía sau đến hình tạo thành điểm sáng nhất, chúng chui vào lưới phân cực ngang thoát lưới phân cực dọc nhờ hiệu ứng xoay phân cực từ ngang thành dọc tinh thể lỏng Ngược lại có điện trường cao lưới (3.5V) hiệu ứng xoay bị vơ hiệu hóa nên chùm tia sáng phân cực ngang khơng thể lưới phân cực doc, trở thành điểm tối hồn tồn Giữa mức ta có ánh sáng từ tối đến sáng Hình 2-9 Ngun lý điều khiển sáng tối Hình ảnh thu hình Hình 2-10 Nguyên lý tạo ảnh hình LCD Phim 3D Khả cảm nhận giới xung quanh ta theo chiều dựa thực tế có mắt đặt cạnh Khoảng cách khiến cho hình ảnh mắt thâu tóm có độ lệch tương đối so với mắt cịn lại – nhìn vào cọc cắm trước cọc thứ hai, mắt phải thấy cọc số nằm lệch phía bên phải so với mắt trái Dễ dàng nhận điều nhìn vào thứ nhắm mắt lại Vật thể gần độ lệch lớn Bộ não người “lập trình” để tự động nhận khác biệt đánh giá khoảng cách đến vật phụ thuộc vào độ lệch nhận Với phim ảnh 3D, để tạo độ sâu không gian người ta sử dụng hệ thống máy quay để ghi nhận hình ảnh tương tự mắt trái mắt phải người xem Khoảng cách thấu kính trái phải 64mm-khoảng cách trung bình hai mắt người Mỗi thấu kính quay thành hai cuộn phim riêng biệt – cho mắt phải cho mắt trái chiếu đồng thời lên ảnh khiến cho khán giả tưởng cảm nhận chiều thứ ảnh phẳng Phần khó khăn chiếu lại hình ảnh Ý tưởng đưa phim bên trái sang mắt trái, phim bên phải sang mắt phải Cặp máy chiếu song song gắn lọc phân cực + Màn chiếu bạc silver screen Kính phân cực chống khử cực Một phương pháp trình chiếu đời, dựa kính phân cực Kỹ thuật dựa vào thực tế ánh sáng có phân cực Ánh sáng thường tập hợp loại sóng ngang dọc với nhiều góc độ khác, dùng lọc đặc biệt, ta khóa sóng Đây gọi lọc phân cực, nhìn vào vật qua lọc này, ánh sáng có góc độ định lọt qua Với phim 3D, lọc áp dụng với hai góc độ lên hai phim, chồng chúng lên Mắt thường nhận thấy hình ảnh mờ nhạt, sau đeo cặp kính có lọc tương ứng lên, ánh sáng từ hình ảnh bên trái theo góc độ định, cịn ánh sáng từ hình ảnh bên phải đến từ góc khác Cả hai góc đến hai mắt, lọc bên trái cho phép ánh sáng có góc độ số lọt qua, lọc bên phải cho phép ánh sáng có góc độ số lọt qua Kết tương tự mắt nhìn thấy hình ảnh tương ứng với Các lọc màu xám nên khơng có tượng nhiễu màu, việc lọc xác nên hình ảnh chia tách rõ ràng người xem khơng nhận thấy “bóng ma” Mơ hình phim 3D- phân cực bao gồm thiết bị sau: - Kính 3D phân cực - Kính lọc phân cực - Máy chiếu ( 02 cái) - Màn chiếu bạc chuyên dụng - Khung treo máy chiếu - Máy tính cấu hình cao - Hệ thống âm 2.3 Ứng dụng nghiên cứu khoa học Kính hiển vi Kính hiển vi (microscope) thiết bị để quan sát vật thể có kích thước nhỏ mà mắt thường khơng nhìn thấy Hình ảnh hiển vi vật thể phóng đại thơng qua nhiều thấu kính, hình ảnh nằm mặt phẳng vng góc với trục thấu kính (hoặc thấu kính) Khả quan sát kính hiển vi định độ phân giải Năm 1590, hai cha thợ làm kính mắt người Hà Lan: Hans Janssen Zaccharias Janssen phát minh kính hiển vi Trong thập kỷ gần đây, nhờ phát triển nhanh chóng khoa học cơng nghệ, hệ kính hiển vi đại liên tục giới thiệu tung thị trường với nhiều tính ưu việt Sau tim hiểu loại kính hiển vi phân cực Kính hiển vi phân cực (polarizing microscope) 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) Kính hiển vi phân cực có khả cung cấp thông tin màu hấp thụ đường biên quang học chất liệu khác (có só khúc xạ khác nhau) mẫu Hình ảnh hiển vi phân cực có độ tương phản cao Kính hiển vi quang học có hai nicon phân cực ánh sáng, đặt thẳng góc nhau: nicon phân cực đặt mâm kính, nicon phân tích đặt vật kính thị kính Mẫu đá khống vật mài mỏng tới bề dày 0,03 mm, gắn nhựa Canađa vào thuỷ tinh đặt mâm kính KHVPC cho phép xác định số quang học khoáng vật (chiết suất, lưỡng chiết suất, góc quang học, màu tự nhiên, màu đa sắc khoáng vật kim loại) nhờ xác định xác tên khoáng vật Gồm phận chủ yếu sau : - Nguồn sáng (sợi đốt, halogen…) - Tụ quang - Bộ phân cực ánh sáng (thường lắp cố định phía tụ quang) - Giá đỡ mẫu có khả xoay vịng - Mâm vật kính - Bộ phân tích (có khả xoay vịng với góc đọc nhỏ) - Vật kính: ống hình trụ có hay nhiều thấu kính, để thu ánh sáng xuyên qua mẫu Vật kính có độ phóng đại điển hình khác 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x 100x lắp đặt mâm vật kính - Thị kính: ống hình trụ có hai hay nhiều thấu kính, giúp hội tụ hình ảnh mẫu vật lên võng mạc mắt Độ phóng đại điển hình thị kính 2x, 5x, 10x - Núm chỉnh độ hội tụ (chỉnh thơ, chỉnh tinh) - Bệ đỡ kính - Ống nối với camera (nếu có) Hình 2-11 Cấu tạo kính hiển vi phân cực (Nikon) Ngun lí hoạt động Hình 2-12 Sơ dồ nguyên lý hoạt động kính hiển vi phân cực Khơng giống loại kính hiển vi quang học khác, kính hiển vi phân cực thiết kế để quan sát mẫu sử dụng ánh sáng phân cực đặc tính quang học khơng đẳng hướng mẫu Loại mẫu có liên kết nội phân tử phân cực tương tác với ánh sáng phân cực theo hướng định dẫn đến trễ pha Q trình kiểm sốt nhờ biến đổi biên độ giao thoa mặt phẳng tạo ảnh ban đầu Để quan sát mẫu lưỡng chiết (có hai số khúc xạ khác nhau), kính hiển vi phải trang bị hai phân cực, đặt đường chùm ánh sáng tới trước mẫu, phân tích (bộ phân cực thứ hai) đặt trục quang học vật kính, sau độ ống quan sát camera Độ tương phản ảnh tạo nhờ tương tác ánh sáng phân cực phẳng với mẫu lưỡng chiết để tạo hai thành phần sóng riêng biệt (tia bình thường bất bình thường) phân cực mặt phẳng vng góc thay đổi lẫn Tốc độ thành phần khác thay đổi hướng truyền qua mẫu Sau qua mẫu, thành phần ánh sáng truyền lệch pha tái kết hợp lại sau trình giao thoa qua phân tích TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Dun Bình, Dư Trí Cơng, Nguyễn Hữu Hồ, Vật lý đại cương – tập 2,NxB Giáo dục Việt Nam Trần Định Tường, Hoàng Hồng Hải, Quang kỹ thuật ,NxB Khoa học kỹ thuật Hà Nội ... quang học, phân cực ánh sáng dành hẳn chương để bàn luận vấn đề ánh sáng phân cực, cách nhận ánh sáng phân cực, cách tạo ánh sáng phân cực, giao thoa ánh sáng phân cực, quay mặt phẳng phân cực, … Trên... PHÂN CỰC ÁNH SÁNG 1.1 Ánh sáng tự nhiên ánh sáng phân cực 1.1.1 Ánh sáng tự nhiên 1.1.2 Ánh sáng phân cực 1.2 Quỹ đạo vecto cường độ điện trường chùm sáng phân cực. .. cực thẳng hay ánh sáng phân cực tồn phần Hình 1-3 Mô tả thượng phân cực ánh sáng Mắt người khơng có khả phân biệt ánh sáng định hướng ngẫu nhiên ánh sáng phân cực, ánh sáng phân cực phẳng phát