Molecular Expressions Microscopy Primer: Specialized Techniques – Brewster ’ s Angle-Interactive Java Tutorial
polarisoitu Valomikroskopia
interaktiivinen Java-Tutorials
Brewsterin kulma
dielektrisen (tai eristävän) materiaalin tasaiselta pinnalta heijastuva valo on usein osittain polarisoitunut, jolloin heijastuvan valon sähkövektorit värähtelevät materiaalin pinnan suuntaisessa tasossa. Yleisiä esimerkkejä polarisoitunutta valoa heijastavista pinnoista ovat koskematon vesi, lasi, levymuovit ja valtatiet. Näissä tapauksissa valoaallot, joiden sähkökenttävektorit ovat yhdensuuntaiset pinnan kanssa, heijastuvat suuremmassa määrin kuin ne, joiden suunnat ovat erilaiset. Tämä opetusohjelma osoittaa polarisaatiovaikutuksen valoon, joka heijastuu tietyssä kulmassa (Brewster-kulma) läpinäkyvästä väliaineesta.
opetusohjelma alustaa valonsäteellä, jolla on ennalta valittu aallonpituus (426 nanometriä) ja joka vaikuttaa tietyn taitekertoimen omaavan suorakaiteen muotoisen dielektrisen väliaineen pintaan. Voit käyttää opetusohjelma, käytä taitekerroin liukusäädintä vaihdella arvon 1.0 ja 3.0. Kun tämä liukusäädintä käännetään, valon aaltokulma muuttuu oikean Brewster-kulman säilyttämiseksi polarisoituneen valon heijastamiseksi. Aallonpituuden liukusäädintä voidaan käyttää tapahtuman valoaallon aallonpituuden säätämiseen. Vaikka aallonpituuden vaihtelu ei vaikuta Brewster-kulmalaskelmiin, se voi auttaa parantamaan kontrastia, jotta opetusohjelma olisi helpompi katsella. Kuvakulman liukusäätimen liikuttaminen pyörittää suorakaiteen muotoista keskisuuntaa, jolloin ilmiöstä saadaan erilaisia perspektiivinäkymiä.
eristyspinnan optiset ominaisuudet määrittävät polarisoituneen heijastuvan valon tarkan määrän. Peilit eivät ole hyviä polarisaattoreita, joskin laaja kirjo läpinäkyviä materiaaleja toimii erittäin hyvinä polarisaattoreina, mutta vain jos kohtausvalokulma on suunnattu tietyissä rajoissa. Tärkeä ominaisuus heijastuneen polarisoituneen valon on, että polarisaation aste on riippuvainen valon tapahtumakulmasta, jolloin yhä suurempia määriä polarisaatiota havaitaan vähenevässä tapahtumakulmassa.
kun tarkastellaan polarisoimattoman valon esiintymistä tasaisella eristävällä pinnalla, on olemassa ainutlaatuinen kulma, jossa heijastuneet valoaallot ovat kaikki polarisoituneet yhdeksi tasoksi. Tätä kulmaa kutsutaan yleisesti Brewsterin kulmaksi, ja se voidaan helposti laskea käyttämällä seuraavaa yhtälöä ilman läpi kulkevalle valonsäteelle:
missä n on sen väliaineen taitekerroin, josta valo heijastuu, q(i) on kohtauskulma ja q(r) on taittokulma. Yhtälöä tutkimalla selviää, että tuntemattoman kappaleen taitekerroin voidaan määrittää Brewsterin kulman avulla. Tämä ominaisuus on erityisen hyödyllinen silloin, kun kyseessä ovat läpinäkymättömät materiaalit, joilla on suuret absorptiokertoimet lähetettävälle valolle, jolloin tavallista Snellin lain kaavaa ei voida soveltaa. Polarisaation määrän määrittäminen heijastustekniikoilla helpottaa myös polarisoivan akselin etsimistä polarisoivalla kalvolla, jota ei ole merkitty.
Brewsterin kulman taustalla oleva periaate on esitetty kuvassa 1, jossa yksittäinen valonsäde heijastuu läpinäkyvän väliaineen tasaiselta pinnalta, jonka taitekerroin on suurempi kuin ilman. Tapahtumasäde piirretään vain kahdella sähköisellä vektorivärähtelytasolla, mutta sen on tarkoitus edustaa valoa, jolla on tärinää kaikissa etenemissuuntaan nähden kohtisuorassa olevissa tasoissa. Kun säde saapuu pinnalle kriittisessä kulmassa (Brewsterin kulma, jota kuvaa muuttuja q kuvassa 1), heijastuvan säteen polarisaatioaste on 100 prosenttia, ja sähkövektorien suunta on kohtisuorassa tulotasoon nähden ja yhdensuuntainen heijastavan pinnan kanssa. Esiintyvyystaso määritellään tapahtuman, taittuneiden ja heijastuneiden aaltojen perusteella. Taittunut säde on suuntautunut 90 asteen kulmaan heijastuneesta säteestä ja on vain osittain polarisoitunut.
veden (taitekerroin 1,333), lasin (taitekerroin 1.515), ja timantti (taitekerroin 2,417), kriittiset (Brewster) kulmat ovat vastaavasti 53, 57 ja 67,5 astetta. Brewster-kulmassa moottoritien pinnasta heijastuva valo tuottaa usein ärsyttävää ja häiritsevää häikäisyä, joka voidaan melko helposti osoittaa katselemalla moottoritien kaukaista osaa tai uima-altaan pintaa kuumana, aurinkoisena päivänä. Nykyaikaiset laserit hyödyntävät yleisesti Brewsterin kulmaa tuottaakseen lineaarisesti polarisoitunutta valoa laserontelon päiden lähelle sijoitettujen peilipintojen heijastuksista.
Myötävaikuttavat Tekijät
Mortimer Abramowitz-Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Melville, New York, 11747.
John C. Long, Matthew J. Parry-Hill ja Michael W. Davidson – National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr., Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.
BACK TO POLARIZED LIGHT
BACK TO POLARIZED LIGHT MICROSCOPY
Questions or comments? Lähetä meille sähköpostia.
© 1998-2021 Michael W. Davidson and the Florida State University. Kaikki Oikeudet Pidätetään. Kuvia, grafiikkaa, skriptejä tai sovelmia ei saa jäljentää tai käyttää millään tavalla ilman tekijänoikeuksien haltijoiden lupaa. Tämän sivuston käyttö tarkoittaa, että hyväksyt kaikki omistajien asettamat oikeudelliset ehdot.
tätä verkkosivustoa ylläpitää
Graphics &Web Programming Team
yhteistyössä optisen mikroskopian kanssa
National High Magnetic Field Laboratoryssa.
viimeinen muutos: maanantai 18.9.2017 klo 03.47
käyttömäärä 20.6.1998 lähtien: 191659
jos haluat lisätietoja mikroskoopin valmistajista,
käytä alla olevia painikkeita navigoidaksesi niiden verkkosivuilla:
