Expresii moleculare microscopie Primer: tehnici specializate – unghiul Brewster – tutorial interactiv Java
microscopie cu lumină polarizată
tutoriale interactive Java
unghiul lui Brewster
lumina care se reflectă de pe suprafața plană a unui material dielectric (sau izolant) este adesea parțial polarizată, vectorii electrici ai luminii reflectate vibrând într-un plan paralel cu suprafața materialului. Exemple comune de suprafețe care reflectă lumina polarizată sunt apa netulburată, sticla, materialele plastice și autostrăzile. În aceste cazuri, undele luminoase care au vectorii câmpului electric paralel cu suprafața sunt reflectate într-o măsură mai mare decât cele cu orientări diferite. Acest tutorial demonstrează efectul de polarizare asupra luminii reflectate la un anumit unghi (unghiul Brewster) dintr-un mediu transparent.
tutorialul inițializează cu o rază de lumină incidentă având o lungime de undă preselectată (426 nanometri) care afectează suprafața unui mediu dielectric dreptunghiular cu indice de refracție specific. Pentru a opera tutorialul, utilizați glisorul indexului de refracție pentru a varia valoarea între 1.0 și 3.0. Pe măsură ce acest cursor este tradus, unghiul undei luminoase incidente se schimbă pentru a menține unghiul Brewster corect pentru reflectarea luminii polarizate. Glisorul de lungime de undă poate fi utilizat pentru a regla lungimea de undă a undei luminoase incidente. Deși variația lungimii de undă nu are nicio influență asupra calculelor unghiului Brewster, poate ajuta la îmbunătățirea contrastului pentru a permite vizualizarea mai ușoară a tutorialului. Deplasarea glisorului unghiului de vizualizare rotește orientarea medie dreptunghiulară pentru a oferi perspective diferite asupra fenomenului.
proprietățile optice ale suprafeței izolatoare determină cantitatea exactă de lumină reflectată care este polarizată. Oglinzile nu sunt polarizatoare bune, deși un spectru larg de materiale transparente acționează ca polarizatoare foarte bune, dar numai dacă unghiul de lumină incident este orientat în anumite limite. O proprietate importantă a luminii polarizate reflectate este că gradul de polarizare depinde de unghiul incident al luminii, cantitățile crescânde de polarizare fiind observate pentru scăderea unghiurilor incidente.
când se ia în considerare incidența luminii nepolarizate pe o suprafață plană izolatoare, există un unghi unic la care undele luminoase reflectate sunt toate polarizate într-un singur plan. Acest unghi este denumit în mod obișnuit unghiul lui Brewster și poate fi calculat cu ușurință utilizând următoarea ecuație pentru un fascicul de lumină care călătorește prin aer:
unde n este indicele de refracție al mediului din care se reflectă lumina, q(i) este unghiul de incidență, iar q(r) este unghiul de refracție. Prin examinarea ecuației, devine evident că indicele de refracție al unui specimen necunoscut poate fi determinat de unghiul Brewster. Această caracteristică este utilă în special în cazul materialelor opace care au coeficienți de absorbție mari pentru lumina transmisă, făcând formula obișnuită a legii lui Snell inaplicabilă. Determinarea cantității de polarizare prin tehnici de reflecție facilitează, de asemenea, căutarea axei polarizante pe o foaie de film polarizant care nu este marcată.
principiul din spatele unghiului lui Brewster este ilustrat în Figura 1 pentru o singură rază de lumină care reflectă de pe suprafața plană a unui mediu transparent având un indice de refracție mai mare decât aerul. Raza incidentă este desenată cu doar două planuri de vibrații vectoriale electrice, dar este destinată să reprezinte lumina având vibrații în toate planurile perpendiculare pe direcția de propagare. Când fasciculul ajunge la suprafață într-un unghi critic (unghiul lui Brewster; reprezentat de variabila q din Figura 1), gradul de polarizare al fasciculului reflectat este de 100%, orientarea vectorilor electrici situându-se perpendicular pe planul de incidență și paralel cu suprafața reflectantă. Planul de incidență este definit de undele incidente, refractate și reflectate. Raza refractată este orientată la un unghi de 90 de grade față de raza reflectată și este doar parțial polarizată.
pentru apă (indicele de refracție de 1.333), sticlă (indicele de refracție de 1.515) și diamant (indice de refracție de 2,417), unghiurile critice (Brewster) sunt de 53, 57 și, respectiv, 67,5 grade. Lumina reflectată de pe o suprafață a autostrăzii la unghiul Brewster produce adesea o strălucire enervantă și distractivă, care poate fi demonstrată destul de ușor prin vizualizarea părții îndepărtate a unei autostrăzi sau a suprafeței unei piscine într-o zi fierbinte și însorită. Laserele moderne profită în mod obișnuit de unghiul lui Brewster pentru a produce lumină polarizată liniar din reflexii la suprafețele oglindite poziționate lângă capetele cavității laserului.
Autori Contributori
Mortimer Abramowitz – Olympus America, Inc., Două Unitate Centru Corporativ., Melville, New York, 11747.
John C. Long, Matthew J. Parry-Hill și Michael W. Davidson – Laboratorul Național de câmp Magnetic înalt, 1800 East Paul Dirac Dr., Universitatea de Stat din Florida, Tallahassee, Florida, 32310.
înapoi la lumina polarizată
înapoi la microscopia cu lumină polarizată
întrebări sau comentarii? Trimite-ne un e-mail.
1998-2021 de Michael W. Davidson și Universitatea de Stat din Florida. Toate Drepturile Rezervate. Nicio imagine, grafică, script sau applet nu poate fi reprodusă sau utilizată în niciun mod fără permisiunea deținătorilor drepturilor de autor. Utilizarea acestui site înseamnă că sunteți de acord cu toți termenii și condițiile legale stabilite de proprietari.
acest site web este întreținut de echipa noastră de programare Web
Graphics &
în colaborare cu microscopie optică la laboratorul național de câmp Magnetic înalt
.
ultima modificare: luni, septembrie 18, 2017 la 03: 47 pm
Numărul de acces din iunie 20, 1998: 191659
pentru mai multe informații despre producătorii de microscop,
utilizați butoanele de mai jos pentru a naviga la site-urile lor web:
