I. Tổng quan về ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực
2.4. Ứng dụng trong nghiên cứu khoa học
2.4.1.Kính hiển vi phân cực (polarizing microscope) là loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng phân cực để quan sát, nghiên cứu định tính và định lượng những mẫu có đặc tính lưỡng chiết (có hai chỉ số khúc xạ). Kính hiển vi phân cực có khả năng cung cấp những thông tin về màu hấp thụ và đường biên qu ang học giữa các chất liệu khác nhau (có chỉ só khúc xạ khác nhau) trong cùng một 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 dưới mâm kính, nicon phân tích đặt giữa vật kính và thị kính.
Mẫu đá hoặc khoáng vật mài mỏng tới bề dày 0,03 mm, được gắn bằng nhựa Canađa vào tấm thuỷ tinh và đặt trên mâm kính. KHVPC cho phép xác định các hằng số quang học của khoáng vật (chiết suất, lưỡng chiết suất, góc quang học, màu tự nhiên, màu đa sắc của khoáng vật kim loại) và nhờ đó có thể xác định chính xác tên khoáng vật.
Gồm các bộ phận chủ yếu sau: - Nguồn sáng (sợi đốt, halogen…) - Tụ quang
- Bộ phân cực ánh sáng (thường được lắp cố định phía dưới tụ quang) - Giá đỡ mẫu có khả năng xoay vòng
- Mâm vật kính
- Bộ phân tích (có khả năng xoay vòng với góc đọc nhỏ)
- Vật kính: là một ống hình trụ có một hay nhiều thấu kính, để thu ánh sáng đi xuyên qua mẫu. Vật kính có các độ phóng đại điển hình khác nhau như 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x, 60x và 100x có thể được lắp đặt trên cùng một mâm vật kính.
Thị kính: là một ống hình trụ có hai hay nhiều thấu kính, giúp hội tụ hình ảnh của mẫu vật lên võng mạc của mắt. Độ phóng đại điển hình của thị kính là 2x, 5x, 10x.
- Núm chỉnh độ hội tụ (chỉnh thô, chỉnh tinh) - Bệ đỡ kính
Hình.2.3.1. Cấu tạo của kính hiển vi phân cực (nicôn)
Nguyên lí hoạt động:
Không giống như các loại kính hiển vi quang học khác, kính hiển vi phân cực được thiết kế để quan sát mẫu khi sử dụng ánh sáng phân cực và đặc tính quang học không đẳng hướng của mẫu. Loại mẫu này có những liên kết nội phân tử phân cực tương tác với ánh sáng phân cực theo một hướng nhất định dẫn đến sự trễ pha.
Quá trình này được kiểm soát nhờ sự biến đổi biên độ giao thoa tại mặt phẳng tạo ảnh ban đầu. Để quan sát các mẫu lưỡng chiết (có hai chỉ số khúc xạ khác nhau), kính hiển vi phải được trang bị hai bộ phân cực, một bộ đặt trên đường đi của chùm ánh sáng tới trước mẫu, bộ phân tích (bộ phân cực thứ hai) được đặt ở trục quang học giữa vật kính, sau khẩu độ và các ống quan sát hoặc camera. Độ tương phản của ảnh tạo ra nhờ tương tác giữa ánh sáng phân cực phẳng với mẫu lưỡng chiết để tạo ra hai thành phần sóng riêng biệt (tia bình thường và bất bình thường) phân cực trong các mặt phẳng vuông góc thay đổi lẫn nhau. Tốc độ của các thành phần này khác nhau và thay đổi hướng truyền khi đi qua mẫu. Sau khi đi qua mẫu, các thành phần ánh sáng truyền lệch pha nhau nhưng tái kết hợp lại sau quá trình giao thoa khi đi qua bộ phân tích.
KẾT LUẬN
Với đề tài “Sự giao thoa của các tia sáng phân cực” tôi đã hoàn thành cơ bản việc nghiên cứu sau.
Xây dựng cơ sở lý thuyết khá hoàn thiện về ánh sáng tự nhiên, ánh sáng phân cực. Đi tìm hiểu cụ thể về sự giao thoa của các tia sáng phân cực thông qua nghiên cứu thí nghiệm, giải thích hiện tượng, để từ đó xây dựng được kiến thức.
Ở đây tôi đã chú ý chọn các dạng bài tập khác nhau để có thể hiểu sâu sắc hơn phần lý thuyết nói trên. Do đó, đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên có nhu cầu tìm hiểu.
Qua quá trình làm khóa luận tôi đã hiểu thêm về giao thoa của các tia sáng phân cực và nhìn nhận vấn đề một cách sâu sắc hơn. Đây là cơ sở tốt cho tôi trong công tác sau này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lương Duyên Bình (1993), Vật lí đại cương (tập 3), Nxb Giáo dục, Bài tập vật lí đại cương (tập 3), Nxb Giáo dục.
2. Vũ Thanh Khiết, Lê Thị Oanh (1993), Vật lí đại cương (tập 2), Nxb Giáo dục.
3. Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Trọng Hải, Huỳnh Huệ, Lê Thị Oanh, Nguyễn Phúc Thuận (1993), Bài tập vật lí đại cương (tập 2), Nxb Giáo dục.
4. Đặng Thai Mai (1999), Quang học, Nxb Giáo dục.
5. David Halliday, Robet Resnick, Tearl walker, Cơ sở vật lí (tập 6), Nxb
Giáo dục.
6. Huỳnh Huệ, (1992), Quang học, Nxb Giáo dục.
7. Ngô Quốc Quýnh (1985), Giáo trình quang học đại cương, Nxb Đại học Bách khoa.
8. Đặng Quang Khang, Nguyễn Xuân Chi, Quang học và vật lí nguyên tử,