Moleculaire Uitdrukkingen Microscopie Primer: speciale Technieken – Brewster Hoek – Interactieve Java Tutorial
Gepolariseerd Licht Microscopie
Interactieve Java Tutorials
Brewster Hoek
Licht dat wordt weerkaatst door het vlakke oppervlak van een diëlektricum (of isolerend) materiaal is vaak gedeeltelijk gepolariseerd, met de elektrische vectoren van het gereflecteerde licht trillende in een vlak evenwijdig aan het oppervlak van het materiaal. Veelvoorkomende voorbeelden van oppervlakken die gepolariseerd licht reflecteren zijn ongestoord water, glas, plaatplastics en snelwegen. In deze gevallen worden lichtgolven die de elektrische veldvectoren parallel aan het oppervlak hebben, in grotere mate gereflecteerd dan die met verschillende oriëntaties. Deze tutorial toont het polarisatieeffect op licht gereflecteerd onder een specifieke hoek (de Brewster hoek) vanuit een transparant medium.
de tutorial initialiseert met een invallende lichtstraal met een vooraf geselecteerde golflengte (426 nanometer) die het oppervlak van een rechthoekig diëlektrisch medium met een specifieke brekingsindex raakt. Als u de tutorial wilt bedienen, gebruikt u de schuifregelaar brekingsindex om de waarde tussen 1.0 en 3.0 te variëren. Als deze schuifregelaar wordt vertaald, verandert de invallende lichtgolfhoek om de juiste Brewsterhoek te behouden voor reflectie van gepolariseerd licht. De golflengteschuifregelaar kan worden gebruikt om de golflengte van de invallende lichte golf aan te passen. Hoewel het variëren van de golflengte geen invloed heeft op de Brewster hoekberekeningen, kan het helpen het contrast te verbeteren om het gemakkelijker bekijken van de tutorial mogelijk te maken. Het verplaatsen van de schuifregelaar beeldhoek roteert de rechthoekige mediumoriëntatie om verschillende perspectiefweergaven van het fenomeen te geven.
de optische eigenschappen van het isolerende oppervlak bepalen de exacte hoeveelheid gereflecteerd licht dat gepolariseerd is. Spiegels zijn geen goede polarisatoren, hoewel een breed spectrum van transparante materialen fungeren als zeer goede polarisatoren, maar alleen als de invallende lichthoek is georiënteerd binnen bepaalde grenzen. Een belangrijke eigenschap van gereflecteerd gepolariseerd licht is dat de mate van polarisatie afhankelijk is van de invallende hoek van het licht, waarbij de toenemende hoeveelheden polarisatie worden waargenomen voor afnemende invallende hoeken.
wanneer rekening wordt gehouden met de incidentie van niet-gepolariseerd licht op een vlak isolerend oppervlak, is er een unieke hoek waarbij de gereflecteerde lichtgolven in één enkel vlak gepolariseerd zijn. Deze hoek wordt algemeen aangeduid als de hoek van Brewster, en kan gemakkelijk worden berekend met behulp van de volgende vergelijking voor een lichtstraal reizen door de lucht:
waarbij n de brekingsindex is van het medium waaruit het licht wordt gereflecteerd, q(i) de invalshoek is en q(r) de brekingshoek. Door de vergelijking te onderzoeken, wordt het duidelijk dat de brekingsindex van een onbekend specimen kan worden bepaald door de Brewster hoek. Deze functie is met name nuttig in het geval van ondoorzichtige materialen die hoge absorptiecoëfficiënten voor uitgezonden licht hebben, waardoor de gebruikelijke Wetformule van Snell niet van toepassing is. Het bepalen van de hoeveelheid polarisatie door middel van reflectietechnieken vergemakkelijkt ook het zoeken naar de polariserende as op een vel polariserende film dat niet is gemarkeerd.
het principe achter de hoek van Brewster wordt weergegeven in Figuur 1 voor een enkele lichtstraal die weerkaatst vanuit het vlakke oppervlak van een transparant medium met een hogere brekingsindex dan lucht. De invallende straal wordt getrokken met slechts twee elektrische vector trillingsvlakken, maar is bedoeld om licht te vertegenwoordigen met trillingen in alle vlakken loodrecht op de voortplantingsrichting. Wanneer de bundel onder een kritische hoek op het oppervlak aankomt (Brewster ‘ s Hoek; vertegenwoordigd door de variabele q in Figuur 1), is de polarisatiegraad van de gereflecteerde bundel 100%, waarbij de oriëntatie van de elektrische vectoren loodrecht op het inslagvlak en evenwijdig aan het reflecterende oppervlak ligt. Het incidentievlak wordt gedefinieerd door het incident, gebroken en gereflecteerde golven. De gebroken straal is georiënteerd in een hoek van 90 graden ten opzichte van de gereflecteerde straal en is slechts gedeeltelijk gepolariseerd.
voor water (brekingsindex van 1,333), glas (brekingsindex van 1.515), en diamant (brekingsindex van 2,417), de kritische (Brewster) hoeken zijn respectievelijk 53, 57 en 67,5 graden. Licht dat wordt gereflecteerd van een snelweg in de Brewster-hoek produceert vaak vervelende en afleidende schittering, die vrij gemakkelijk kan worden aangetoond door het verre deel van een snelweg of het oppervlak van een zwembad op een warme, zonnige dag te bekijken. Moderne lasers maken vaak gebruik van de hoek van Brewster om lineair gepolariseerd licht te produceren van reflecties op de gespiegelde oppervlakken die zich in de buurt van de uiteinden van de laserholte bevinden.
Bijdragende Auteurs
Mortimer Abramowitz – Olympus America, Inc. Twee Corporate Center Drive. Melville, New York, 11747.John C. Long, Matthew J. Parry-Hill, and Michael W. Davidson-National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr., the Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.
BACK TO POLARIZED LIGHT
Back TO POLARIZED LIGHT MICROSCOPY
vragen of opmerkingen? Stuur ons een email.
© 1998-2021 door Michael W. Davidson en de Florida State University. Alle Rechten Voorbehouden. Geen afbeeldingen, afbeeldingen, scripts of applets mogen worden gereproduceerd of gebruikt op welke manier dan ook zonder toestemming van de houders van het auteursrecht. Gebruik van deze website betekent dat u akkoord gaat met alle van de wettelijke voorwaarden die door de eigenaren.
deze website wordt onderhouden door ons
Graphics & Web Programming Team
in samenwerking met optische microscopie van het
National High Magnetic Field Laboratory.
laatste wijziging: maandag 18 Sep 2017 om 15: 47
Aantal toegang sinds 20 juni 1998: 191659
voor meer informatie over microscoopfabrikanten,
gebruik de onderstaande knoppen om naar hun websites te navigeren:
