Molecular Expressions Microscopy Primer: Specialized Techniques-Brewster ’ s Angle-Interactive Java Tutorial
mikroskopia światła spolaryzowanego
interaktywne samouczki Java
kąt Brewstera
światło odbite od płaskiej powierzchni materiału dielektrycznego (lub izolacyjnego) jest często częściowo spolaryzowane, a wektory elektryczne odbitego światła wibrują w płaszczyźnie równoległej do powierzchni materiału. Typowe przykłady powierzchni, które odbijają spolaryzowane światło, to niezakłócona woda, szkło, arkusze tworzyw sztucznych i autostrady. W takich przypadkach fale świetlne, które mają wektory pola elektrycznego równoległe do powierzchni, są odbijane w większym stopniu niż te o różnych orientacjach. Ten samouczek pokazuje efekt polaryzacji na światło odbite pod określonym kątem (kąt Brewstera) z przezroczystego medium.
samouczek inicjalizuje padający promień światła o wstępnie wybranej długości fali (426 nanometrów) wpływający na powierzchnię prostokątnego ośrodka dielektrycznego o właściwym współczynniku załamania światła. Aby uruchomić samouczek, użyj suwaka współczynnika załamania światła, aby zmienić wartość między 1,0 A 3,0. Gdy ten suwak jest tłumaczony, kąt padającej fali świetlnej zmienia się, aby utrzymać prawidłowy kąt Brewstera dla odbicia spolaryzowanego światła. Suwak długości fali można wykorzystać do regulacji długości fali padającej fali świetlnej. Chociaż zmiana długości fali nie ma wpływu na obliczenia kąta Brewstera, może to pomóc poprawić kontrast, aby umożliwić łatwiejsze oglądanie samouczka. Przesunięcie suwaka Kąta Widzenia obraca prostokątną orientację medium, aby uzyskać różne perspektywy zjawiska.
właściwości optyczne powierzchni izolacyjnej określają dokładną ilość odbitego światła, które jest spolaryzowane. Lustra nie są dobrymi polaryzatorami, chociaż szerokie spektrum przezroczystych materiałów działa jako bardzo dobre polaryzatory, ale tylko wtedy, gdy kąt padającego światła jest zorientowany w pewnych granicach. Ważną właściwością odbitego światła spolaryzowanego jest to, że stopień polaryzacji zależy od kąta padania światła, przy czym obserwuje się rosnące ilości polaryzacji dla zmniejszających się kątów padania.
rozważając występowanie niespolaryzowanego światła na płaskiej powierzchni izolacyjnej, istnieje unikalny kąt, pod którym odbite fale świetlne są spolaryzowane w jedną płaszczyznę. Kąt ten jest powszechnie określany jako kąt Brewstera i można go łatwo obliczyć za pomocą następującego równania dla wiązki światła poruszającej się w powietrzu:
gdzie n to współczynnik załamania światła ośrodka, od którego odbija się światło, q(i) to kąt padania, A q(r) to kąt załamania światła. Analizując równanie, staje się oczywiste, że współczynnik załamania nieznanej próbki może być określony przez kąt Brewstera. Funkcja ta jest szczególnie przydatna w przypadku nieprzezroczystych materiałów, które mają wysokie współczynniki pochłaniania światła przepuszczanego, co sprawia, że zwykły wzór prawa Snella nie ma zastosowania. Określenie ilości polaryzacji za pomocą technik odbicia ułatwia również poszukiwanie osi polaryzacyjnej na arkuszu filmu polaryzacyjnego, który nie jest oznaczony.
zasada kąta Brewstera została zilustrowana na fig. 1 dla pojedynczego promienia światła odbijającego się od płaskiej powierzchni przezroczystego ośrodka o wyższym współczynniku załamania niż powietrze. Promień padający jest rysowany tylko za pomocą dwóch elektrycznych płaszczyzn drgań wektorowych, ale ma reprezentować światło mające drgania we wszystkich płaszczyznach prostopadłych do kierunku propagacji. Gdy wiązka dociera na powierzchnię pod kątem krytycznym (kąt Brewstera; reprezentowany przez zmienną q na fig. 1), stopień polaryzacji odbitej wiązki wynosi 100 procent, przy orientacji wektorów elektrycznych leżących prostopadle do płaszczyzny padania i równolegle do powierzchni odbijającej. Płaszczyzna padania jest określona przez incydent, załamane i odbite fale. Załamany promień jest zorientowany pod kątem 90 stopni od promienia odbitego i jest tylko częściowo spolaryzowany.
dla wody (Współczynnik załamania światła 1,333), szkła (współczynnik załamania światła 1.515) i diament (współczynnik załamania światła 2,417), kąty krytyczne (Brewstera) wynoszą odpowiednio 53, 57 i 67,5 stopni. Światło odbite od powierzchni autostrady pod kątem Brewstera często wytwarza irytujący i rozpraszający blask, który można łatwo zademonstrować, oglądając odległą część autostrady lub powierzchnię basenu w gorący, słoneczny dzień. Nowoczesne lasery często wykorzystują kąt Brewstera do wytwarzania liniowo spolaryzowanego światła z odbić na lustrzanych powierzchniach umieszczonych w pobliżu końców wnęki lasera.
Autorzy
Mortimer Abramowitz – Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Melville, Nowy Jork, 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.
powrót do światła spolaryzowanego
powrót do mikroskopii światła spolaryzowanego
pytania lub komentarze? Wyślij do nas e-mail.
© 1998-2019 by Michael W. Davidson and the Florida State University. Wszelkie Prawa Zastrzeżone. Żadne obrazy, grafiki, skrypty ani aplety nie mogą być powielane ani wykorzystywane w jakikolwiek sposób bez zgody właścicieli praw autorskich. Korzystanie z tej strony oznacza, że zgadzasz się na wszystkie warunki prawne określone przez właścicieli.
ta strona jest utrzymywana przez nasz
zespół grafików & programistów internetowych
we współpracy z mikroskopią optyczną w
National High Magnetic Field Laboratory.
Ostatnia modyfikacja:poniedziałek, 18 września 2017 o 15: 47
Liczba dostępu Od 20 czerwca 1998: 191659
aby uzyskać więcej informacji na temat producentów mikroskopów,
użyj poniższych przycisków, aby przejść do ich stron internetowych:
