BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2

CHƯƠNG 9: PHÂN CỰC
ÁNH SÁNG
T.S Lương Thị Thêu

Nội dung
9.1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực
9.2. Phân cực ánh sáng do phản xạ và khúc
xạ
9.3. Phân cực ánh sáng do lưỡng chiết
9.4. Ánh sáng phân cực elip và phân cực tròn

9.1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực

9.1.1. Ánh sáng tự nhiên


E



Vaäy: aùnh saùng töï
nhieân laø aùnh saùng trong
ñoù veùctô cöôøng ñoä ñieän
tröôøng dao ñoäng moät caùch
ñeàu ñaën theo taát caû moïi
phöông vuoâng goùc vôùi tia
soùng


B

9.1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực

9.1.2. Ánh sáng phân cực


Khi aùnh saùng töï nhieân ñi qua moät moâi tröôøng baát ñaúng
höôùng veà maët quang hoïc (nhö thaïch anh…), do taùc duïng
cuû
 a moâi tröôøng leân aùnh saùng ñoù coù theå laøm cho caùc veùctô
E
chæ coøn dao ñoän g theo moät phöông xaùc ñònh ñöôïc
goïi laø aùnh saùng phaân Ecöïc thaúng hay aùnh saùng phaân cöïc
toaøn phaàn.

9.1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực

9.1.2. Ánh sáng phân cực
Vaäy hieän töôïng bieán aùnh saùng töï nhieân thaønh aùnh
saùng phaân cöïc moät phaàn hoaëc toaøn phaàn goïi laø hieän töôïng
phaân cöïc aùnh saùng.


9.1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực

9.1.3. Định lý Malus (Maluýt)

Chỉ có thành phần E  E.cos  truyền qua kính phân
tích


9.1. Ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực

9.1.3. Định lý Malus (Maluýt)
 Cường độ ánh sáng truyền qua
2

2

I kE  I 0 .cos 
I0 là cường độ ánh sáng phân cực ứng với góc ϕ = 0

Ex

 Khi cho một chùm tia sáng tự nhiên rọi qua hai bản
Ey

tuamalin có quang trục hợp với
E x nhau góc ϕ thì cường độ
ánh sáng thu được tỷ lệ với cos2ϕ.

9.2. Sự phân cực ánh sáng do phản xạ
và khúc xạ
Moät tia saùng töï nhieân ñeán ñaäp leân maët phaân caùch
hai moâi tröôøng döôùi moät goùc i; moät phaàn tia bò phaûn xaï laïi
moâi tröôøng 1 coøn moät phaàn khaùc khuùc xaï vaøo moâi tröôøng
2. Aùnh saùng phaûn xaï vaø khuùc xaï töø 2 moâi tröôøng ñeàu laø
aùnh saùng phaân cöïc khoâng toaøn phaàn. Ñoä phaân cöïc phuï
thuoäc vaøo goùc toái i.
Khi i thay ñoåi  möùc ñoä phaân
cöïc cuûa tia phaûn xaï thay ñoåi, khi i = ib

9.2. Sự phân cực ánh sáng do phản xạ
và khúc xạ


Với góc tới bất kỳ:
Sóng phản xạ phân cực một phần chủ yếu theo phương
vuông góc mặt phẳng tới.
Sóng khúc xạ phân cực một phần chủ yếu theo phương
song song mặt phẳng tới.


Thực nghiệm xác nhận:
n2
Nếu θ = θB :
tan  B = n21 
B

21

n1

Thì tia phản xạ là ánh sáng
phân cực toàn phần.

9.2. Sự phân cực ánh sáng do phản xạ
và khúc xạ


Ứng dụng:
Chế tạo các kính đeo mắt phân cực, kính lọc phân cực
cho máy ảnh.
Khi ánh sáng mặt trời, đèn xe chiếu trên mặt đường nhẵn
hay mặt nước, ánh sáng phản xạ gây chói mắt và phân cực
chủ yếu theo phương ngang. Nếu sử dụng kính phân cực
theo phương dọc sẽ giảm thiểu sự chói của ánh sáng phản
chiếu làm cho cảnh vật hoặc ảnh chụp sẽ nhìn rõ hơn

9.3. Sự phân cực ánh sáng do lưỡng
chiết
9.3.1. Hiện tượng lưỡng chiết
 Định nghĩa:
 Hiện tượng khúc xạ kép.
 Biểu hiện khi chiếu một
tia sáng vào một số tinh
thể như thạch anh, đá băng
lan,… Tia sáng đó sẽ bị
tách thành 2 tia.
 Tia thường và tia bất
thường đều là AS phân
cực toàn phần.

9.3. Sự phân cực ánh sáng do lưỡng
chiết
9.3.1. Hiện tượng lưỡng chiết
Tinh thể đá băng lan: Iceland
spar, calcite spath
Hợp chất: CaCO3

9.3. Sự phân cực ánh sáng do lưỡng
chiết
9.3.1. Hiện tượng lưỡng chiết
 Thay đổi góc tới θ, đo các góc khúc xạ ro, re của tia
thường và tia bất thường, ta có:
 Với tia thường:
sin 
n0 const
sin r0


Với tia bất thường:
sin 
ne const
sin re

9.4. Ánh sáng phân cực elip và phân
cực tròn


Định nghĩa:
AS có mút vectơ E chuyển động trên 1 elíp (hay đường
tròn) được gọi là AS phân cực elíp (hay phân cực tròn).
Cách tạo ra AS phân cực elíp hay phân cực tròn:
Xét 1 bản tinh thể bề dày d và quang trục như hình bên.

9.4. Ánh sáng phân cực elip và phân
cực
tròn
- Tia
sáng chiếu vào tinh thể có vectơ CĐĐT hợp với
quang trục góc α, khi vào bản tia sáng bị tách thành tia
thường và tia bất thường.
Quang trục
Ánh sáng
tự nhiên

y
x
E

Ee α

E

X

E
M

Nicôn

x'

X'

Ánh sáng
phân cực toàn phần

y'

Ánh sáng
phân cực elíp

9.4. Ánh sáng phân cực elip và phân
cực tròn









+ Tại điểm M sau bản, hiệu quang trình của 2 tia là:
Lo – Le = (no – ne)d

+ Dao động sáng của 2 tia có hiệu số pha là:
2
2
  ( Lo  Le )  (no  ne ) d


Với λ là bước sóng AS trong chân không.
+ Dao động sáng tổng hợp sau bản có vectơ CĐĐT là:
E = Ee+ Eo

Ánh sáng phân cực trên động vật
 Ánh sáng phân cực gần
như vô hình trước mắt người
nhưng đối với một số loài
bướm thì không như vậy!
 Bướm Heliconius cái ở
trung và Nam Mỹ có khả
năng làm phân cực ánh sáng.

Bướm Heliconius cydno

 Ánh sáng bị phân cực phát
ra từ loài bướm này có khả
năng
hấp
dẫn
“bạn
tình”_những con bướm H.c.
đực.