7.4.1. Tính sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực
a. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực
Ánh sáng phát ra từ một nguồn bất kỳ là một loài sóng điện từ, nghĩa là tập hợp của hai sóng ngang vuông góc với nhau và vuô ng góc với phương truyền sóng (sóng điện từ là do sự dao động của vectơ E
và sóng từ do dao động của vectơ H
). Thực nghiệm cho thấy tác dụng hoá học, tác dụng sinh lý của ánh sáng chủ yếu là do vectơ E
gây ra. Vì thế, vectơ E
gọi là vectơ sóng sáng. Ánh sáng phát ra từ một nguồn bất kỳ là ánh sáng tự nhiên.
Ánh sáng tự nhiên là ánh sáng trong đó vectơ cường độ điện trường Er dao động một cách đều đặn theo tất cả mọi phương vuông góc với tia sáng. Người ta biểu diễn ánh sáng tự nhiên bằng vectơ E
có độ lớn bằng nhau và phân phối đều đặn trên một mặt phẳng vuông góc với tia sáng (điểm nút của các vectơ E
nằm trên vòng tròn có tâm trên tia sáng (hình 1a).
Thực nghiệm cho thấy rằng khi ánh sáng tự nhiên đi qua môi trường bất đẳng hướng về mặt quang học, vectơ cường độ điện trường chỉ còn dao động theo một phương xác định. Ánh sáng đó được gọi là ánh sáng phân cực toàn phần hay ánh sáng phân cực thẳng (hình 1b).
Vậy ánh sáng trong đó vectơ E
dao động theo phương xác định được gọi là ánh sáng phân cực thẳng. Có trường hợp môi trường bất đẳng hướng làm cho vectơ E
dao động có phương mạnh lên, có phương yếu đi. Ánh sáng đó được gọi là ánh sáng phân cực một phần
7.4.2. Sự phân cực của ánh sáng qua bản Tuamalui
a) Sự phân cực ánh sáng qua bản Tuamalui
Bản Tuamalui là hợp chất silic cacbonat aluminium, nó có cấu tạo tinh thể. Ta xét một bản Tuamalin hình chữ nhật.
Ta chiếu một tia ánh sáng tự nhiên tới đập vuông góc với mặt bên của bản T1 có quang trục là 1. Sau bản T1 ta nhận được ánh áng phân cực thẳng, nghĩa là ta nhận được ánh sáng có vectơ E
dao động theo phương song song với quang trục 1
(Quang trục của bản T là 1 phương nào đó trong bản mà các nguyên tử, phân tử của bản
sắp xếp đối xứng với nhau theo phương đó).
Để xác nhận ánh sáng sau bản T1 là ánh sáng phân cực thẳng, ta phải đặt thêm bản Tuamalui T2 có mặt bên song song với mặt bên của T1 và có quang trục 2 hợp với quang trục 1 một góc . Quay T2 trong mặt phẳng vuông góc với tia sáng để thay đổi góc . Kết quả thí ngiệm cho thấy:
Khi 2
ánh sáng phân cực không đi qua được bản T2 và sau T2 ta thấy tối
hoàn toàn ( 12).
Khi 0 (1 // 2) ánh sáng phân cực truyền qua được bản T2 và có cường độ sáng bằng cường độ ánh sáng trước bản T2.
Khi 0 < <
2 Ánh sáng truyền qua được bản T2 nhưng có cường độ sáng nhỏ hơn cường độ ánh sáng trươc bản T2
Hình 1a
Hình 1b
b) Định luật Maluýt
Ánh sáng sau khi qua 2 bản Tuamalin đập vào mắt người quan sát ta sẽ thấy 2 bản Tuamalin như hình vẽ sau đây.
Giả sử E0
là vectơ cường độ điện trường của ánh sáng phân cực sau khi qua bản T1 ta phân tích E0 thành 2 thành phần vuông góc với nhau: 0 Er =Er +Er ' Trong đó: 2 2 E // E ìï D ïï í ï ¢^ D ïïî r r Thành phần Er ' bị T2 hấp thụ, thành phần Er qua được T2 Từ hình vẽ ta có: E = E0cos với = · 1 2 (D D ) E2 = 2 2 0 E cos q Do E2 = I 2 2 0 0 0 E = I Þ I= I cos q (12) Công thức (12) biểu diễn định luật Maluýt
Định luật: Khi cho một chùm ánh sáng tự nhiên chiếu vuông góc lên hai bản Tuamalin với các mặt bên song song với nhau và có quang trục 1,2 hợp với nhau một góc thì cường độ sáng sau hai bản đó tỷ lệ thuận với bình phương cos. Từ định luật Maluýt dễ dàng giải thích được các kết quả thực nghiệm nêu ở trên. Từ (12) ta nhận thấy:
- Khi 1 // 2; = 0, cos = 1, (I cực đại) I = Imax
- Khi 1 2; =
2
p
, cos = 0 sau T2 ta thấy tối hoàn toàn: I = Imin= 0
* Bản T1 biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực gọi là bản phân cực. * Bản T2 phân tích ánh sáng truyền tới nó có phải là ánh sáng phân cực hay không được gọi là bản phân tích.
B
Bààii88.. LLÝÝTTHHUUYYẾTẾT LLƯƯỢNỢNGGTTỬ Ử
8.1 Sự bức xạ và hấp thụ nhiệt, vật đen tuyệt đối, định luật Kiếc – khốp 8.1.1. Sự bức xạ và hấp thụ nhiệt