6. Phương pháp nghiên cứu
2.2.4. Màn hình chống chói trên điện thoại di động
Màn hình ClearBlack là loại màn hình được nghiên cứu, chế tạo và áp dụng lên một số điện thoại như Lumia 800, Lumia 900, Nokia... Hiện nay màn hình ngày càng lớn hơn và được tích hợp tính năng cảm ứng, nhưng kèm theo đó là việc phản chiếu quá mức khi dùng dưới nguồn sáng mạnh, chẳng hạn như dùng điện thoại ở ngoài trời thì rất khó thấy nội dung hiển thị. Tăng độ sáng là một giải pháp, nhưng hạn chế nằm ở việc các màn hình lớn dùng quá nhiều năng lượng nên máy sẽ mau hết pin.
Lớp phủ chống chói thì không có nhiều tác dụng lắm, do đó ClearBlack đã ra đời. Màn hình này gồm có nhiều lớp phân cực (polarize) để chống lại sự phản chiếu do ánh sáng quá mạnh. Các lớp này có nhiệm vụ loại bỏ ảnh phản chiếu, giống như tác dụng của các kính mát polarize hay kính lọc polarize dùng trên máy ảnh khi ta nhìn vào gương hay mặt nước.
* Cấu tạo màn hình ClearBlack
Ở màn hình ClearBlack, ánh sáng được "xử lí" nhiều lần hơn bởi các lớp phân cực. Có ba lớp ở trong một màn hình ClearBlack:
+ Lớp phân cực tuyến tính (linear polarizer)
+ Bề mặt phản chiếu (reflecting surface).
Hình 2.7. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của màn hình ClearBlack
* Nguyên lý hoạt động
Khi ánh sáng đến màn hình, các bước sau đây được diễn ra:
1. Ánh sáng dao động tự do đến lớp phân cực tuyến tính, sau đó ánh sáng được phân cực theo chiều dọc (phân cực, giải thích một cách đơn giản, là chuyển hướng dao động sóng trong ánh sáng qua một hướng khác). Ban đầu, sóng ánh sáng dao động theo nhiều hướng trong không gian.
2. Sau đó, ánh sáng đến "lớp làm chậm đi một phần tư". Tại đây, ánh sáng được phân cực một lần nữa theo góc phần tư của hệ tọa độ dao động xy, ánh sáng sẽ dao động theo hình xoắn ốc, quay bên phải.
3. Đến mặt phản chiếu, cũng là màn hình, ánh sáng phản xạ lại và chuyển sang quay theo hướng trái.
4. Sau đó tia phản xạ lại đến lớp làm chậm một lần nữa, lúc này ánh sáng được phân cực theo phương ngang.
5. Cuối cùng, tia sáng gặp lớp phân cực tuyến tính. Vì đang dao động theo phương ngang nên nó sẽ bị chặn lại hoàn toàn.
2.2.5. Xác định bề dày, chiết suất của các lớp màng M trên mặt vật liệu
Ta có thể xác định bề dày, chiết suất của các lớp màng M trên mặt vật liệu như màng mỏng quang học trên các linh kiện quang; màng dầu, màng bảo vệ,… trên bề mặt chi tiết cơ khí… nhờ hệ thống nicol phân cực P và nicol phân tích N. Chùm phân cực thẳng sau nicol phân cực P được phản xạ trên bề mặt chi tiết A. Nhờ nicol phân tích N ta xác định được trạng thái phân cực và độ lớn biên độ của vector điện trường của chùm phản xạ mặt trên và mặt dưới giao thoa với nhau. Từ đó, ta có thể xác định bề dày và chiết suất của màng mỏng.
Hình 2.8. Xác định bề dày của màng mỏng
2.3. Một số ứng dụng khác
Trong ngành công nghiệp, các bộ lọc Polaroid được sử dụng để thực hiện các bài kiểm tra phân tích ứng suất trên chất dẻo trong suốt. Khi ánh sáng đi qua một nhựa, mỗi màu sắc của ánh sáng nhìn thấy được phân cực với định hướng riêng của mình. Nếu một nhựa như được đặt giữa hai tấm phân cực, một mô hình đầy màu sắc được tiết lộ. Như tấm đầu được bật, các mô hình màu sắc thay đổi như màu sắc mới bị tắc nghẽn và các màu sắc trước đây bị chặn được truyền đi. Một cuộc biểu tình Vật lý phổ biến bao gồm việc đặt một thước đo góc nhựa giữa hai tấm Polaroid và đặt chúng lên trên của máy chiếu. Được biết, sức bền kết cấu bằng nhựa được biểu tại các địa điểm nơi có một sự tập trung lớn của các ban nhạc màu. Vị trí này của sự căng thẳng thường là vị trí mà suy cấu rất có thể sẽ xảy ra.
Ngoài ra người ta còn sử dụng các bản phân cực bắt chéo được dùng trong bộ quần áo du hành vũ trụ để làm giảm đột ngột khả năng ánh sáng phát ra từ mặt trời đi vào mắt của nhà du hành vũ trụ trong lúc ngủ.
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã đạt được những kết quả sau đây:
1. Đã tổng hợp được những kiến thức lý thuyết chung nhất về sự phân cực ánh sáng đó là: Ánh sáng phân cực, cách tạo ra ánh sáng phân cực, dụng cụ phân cực ánh sáng, giao thoa ánh sáng phân cực.
2. Đã tổng hợp được những ứng dụng của sự phân cực ánh sáng trong đời sống và trong khoa học công nghệ: Kính hiển vi phân cực, kính râm phân cực, nhiếp ảnh, camera dò tìm ung thư, màn hình chống chói trên điện thoại di động, …. Và làm rõ được nguyên lý cấu tạo, cũng như hoạt động của các ứng dụng này.
Các kết quả của đề tài sẽ là một tài liệu hữu ích cho sinh viên sư phạm Vật lí trong quá trình học tập môn Quang học cũng như quá trình giảng dạy sau này. Và từ những kết quả nghiên cứu của đề tài cũng là một sự gợi mở cho các bạn sinh viên tìm kiếm, tổng hợp những ứng dụng khác của các hiện tượng quang học trong thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1].Lương Duyên Bình, Ngô Phú An, Lê Băng Sương, Nguyễn Hữu Tăng
(2003), Vật Lý Đại Cương, tập 3 (Quang học và vật lý nguyên tử hạt nhân),
NXBGD
[2]. Lê Khắc Bình (2006),Quang học sóng, NXB ĐH Quốc gia, TP.HCM. [3]. Nguyễn Thị Hảo, Lịch sử hiện tượng phân cực ánh sáng,ĐHSP TPHCM [4]. Nguyễn Viết Kính, Bạch Thành Công, Phạm Văn Thích (2004),Vật lý đại
cương, tập 3( Điện học và quang học), NXB ĐH Quốc Gia, Hà Nội.
[5]. Nguyễn Trần Trác, Diệp Ngọc Anh (2005), Giáo trình quang học, NXB ĐH Quốc Gia, TP.HCM.
[6]. Trần Ngọc Hợi, Phạm Văn Thều (2006), Vật lý đại cương,các nguyên lý và
ứng dụng,tập 3 (Quang học và vật lý lượng tử), NXB GD, Hà Nội.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...1
1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài...1
2. Tính cấp thiết của đề tài...2
3. Mục tiêu, nhiệm vụ đề tài...3
3.1. Mục tiêu của đề tài...3
3.2. Nhiệm vụ của đề tài...3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...3
4.1. Đối tượng nghiên cứu ...3
4.2. Phạm vi nghiên cứu...3
5. Nội dung nghiên cứu...3
6. Phương pháp nghiên cứu...4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÂN CỰC ÁNH SÁNG...5
1.1. Ánh sáng tự nhiên, ánh sáng phân cực...5 1.1.1. Ánh sáng tự nhiên...5 1.1.2. Ánh sáng phân cực ...5 1.2. Sự phân cực ánh sáng ...6 1.2.1. Sự phân cực ánh sáng do phản xạ- khúc xạ ...7 1.2.2. Hiện tượng tán xạ ...9
1.2.3. Sự phân cực do tính lưỡng chiết (khúc xạ kép)...10
1.2.4. Dụng cụ phân cực ánh sáng...12
1.2.5. Các bản phân cực dùng tính lưỡng sắc...15
1.3. Ánh sáng phân cực elip và phân cực tròn...15
1.4. Sự giao thoa ánh sáng phân cực...19
1.5. Sự quay mặt phẳng phân cực...20
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG CỦA SỰ PHÂN CỰC ÁNH SÁNG...22
2.1. Ứng dụng của sự phân cực ánh sáng trong khoa học...22
2.1.1. Kính hiển vi ...22
2.1.2. Kính hiển vi phân cực...23
2.1.3. Camera dò tìm ung thư từ mắt tôm tích...27
2.2. Ứng dụng của sự phân cực ánh sáng trong đời sống...28
2.2.1. Màn hình tinh thể lỏng đơn giản và công nghệ trình chiếu phim 3D ...28
2.2.2. Kính râm phân cực ...35
2.2.3. Nhiếp ảnh...36
2.3. Một số ứng dụng khác...40 KẾT LUẬN...42 TÀI LIỆU THAM KHẢO...43