Gaismas polarizācijas praktiskie pielietojumi. Gaismas polarizācijas pielietojumi praktiskām vajadzībām ir ļoti dažādi. Daži no tiem ir izstrādāti ilgu laiku un detalizēti un tiek plaši izmantoti. Citi tikai taisa savu ceļu. Metodoloģiski tiem visiem ir kopīga šāda iezīme - tās vai nu ļauj atrisināt citām metodēm pilnīgi nepieejamas problēmas, vai arī tās risina pilnīgi oriģinālā veidā, īsi un efektīvi.
Nemaz nepretendējot uz pilnīgu visu aprakstu praktiski pielietojumi gaismas polarizāciju, mēs aprobežosimies tikai ar piemēriem no dažādām darbības jomām, ilustrējot šo metožu pielietojuma plašumu un lietderību.
Viens no svarīgiem apgaismes tehnikas ikdienas uzdevumiem ir vienmērīga gaismas plūsmu intensitātes maiņa un regulēšana. Šīs problēmas risināšanai, izmantojot polarizatoru pāri (piemēram, polaroīdus), ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citām regulēšanas metodēm. Intensitāte var vienmērīgi mainīties no maksimālās (ar paralēliem polaroīdiem) līdz gandrīz tumsai (ar krustotiem polaroīdiem). Šajā gadījumā intensitāte mainās vienādi visā sijas šķērsgriezumā un pats šķērsgriezums paliek nemainīgs. Polaroīdus var izgatavot lielos izmēros, tāpēc šādus pārus izmanto ne tikai laboratorijas instalācijās, fotometros, sekstantos vai saulesbrillēs, bet arī kuģu iluminatoros, dzelzceļa vagonu logos utt.
Polaroīdus var izmantot arī gaismu bloķējošās sistēmās, tas ir, sistēmās, kas ļauj gaismai iziet cauri tur, kur tā ir vajadzīga, nevis iziet cauri tur, kur tā nav vajadzīga. Piemērs ir automašīnas priekšējo lukturu gaismas bloķēšana. Ja polaroīdus novieto uz auto lukturiem un vējstikliem, kas orientēti 45° pa labi uz vertikāli, tad polaroīdi uz šī auto lukturiem un vējstikla būs paralēli. Līdz ar to vadītājam būs skaidrs skats uz ceļu un pretimbraucošajām automašīnām, ko apgaismos viņa paša priekšējie lukturi. Bet pretimbraucošo automašīnu lukturu polaroīds tiks šķērsots ar šīs automašīnas skata stikla polaroīdu. Tāpēc atspīdums no pretimbraucošas automašīnas priekšējiem lukturiem tiks nodzēsts. Tas neapšaubāmi padarītu šoferu nakts darbu daudz vieglāku un drošāku.
Vēl viens polarizācijas gaismas bloķēšanas piemērs ir operatora darba vietas apgaismojums, kuram vienlaikus ir jāredz, piemēram, osciloskopa ekrāns un dažas tabulas, grafiki vai kartes. Galdus apgaismojošo lampu gaisma, kas krīt uz osciloskopa ekrāna, pasliktina attēla kontrastu ekrānā. No tā var izvairīties, aprīkojot apgaismotāju un ekrānu ar polaroīdiem ar savstarpēji perpendikulāru orientāciju.
Polaroīdi var būt noderīgi tiem, kas strādā uz ūdens (jūrniekiem, makšķerniekiem u.c.), lai nomāktu spīdumu, kas spoži atspīd no ūdens, kas, kā zināms, ir daļēji polarizēts. Polarizatorus plaši izmanto fotogrāfijā, lai novērstu atspīdumu no fotografētiem objektiem (gleznas, stikls un porcelāns utt.). Šajā gadījumā jūs varat novietot polarizatorus starp avotu un atstarojošo virsmu, kas palīdz pilnībā nomākt atspīdumu. Šī metode ir noderīga, apgaismojot fotostudijas, mākslas galerijas, fotografējot ķirurģiskas operācijas un daudzos citos gadījumos.
Atstarotās gaismas nomākšanu pie normāla vai gandrīz normāla biežuma var veikt, izmantojot apļveida polarizatorus. Iepriekš zinātne ir pierādījusi, ka šajā gadījumā labās puses apļveida gaisma pārvēršas par kreiso apļveida gaismu (un otrādi). Tāpēc tas pats polarizators, kas rada krītošās gaismas apļveida polarizāciju, iznīcinās atstaroto gaismu.
Spektroskopijā, astrofizikā un apgaismojuma inženierijā plaši tiek izmantoti polarizācijas filtri, kas ļauj izolēt šauras joslas no pētāmā spektra, kā arī pēc vajadzības mainīt krāsas piesātinājumu vai nokrāsu. To darbības pamatā ir fakts, ka polarizatoru un fāzes plākšņu galvenie parametri (piemēram, polaroīdu dikroisms) ir atkarīgi no viļņa garuma. Tāpēc dažādas šo ierīču kombinācijas var izmantot, lai mainītu enerģijas spektrālo sadalījumu gaismas plūsmās. Piemēram, pāris hromatisku polaroīdu, kuriem ir dihroisms tikai redzamajā zonā, šķērsos sarkano gaismu, bet paralēli - baltu. Šī vienkāršākā ierīce ir ērta tumšo telpu apgaismošanai.
Polarizācijas filtri, ko izmanto astrofizikālajiem pētījumiem, satur diezgan lielu skaitu elementu (piemēram, sešus polarizatorus un piecas mainīgas fāzes plāksnes ar noteiktu orientāciju) un ļauj iegūt diezgan šauras caurlaides joslas.
Daudzi jauni materiāli arvien vairāk kļūst par mūsu ikdienas sastāvdaļu. Runa ir ne tikai par kādu datoru vai citām augstajām tehnoloģijām. Taisnības labad gan jāatzīmē, ka mūsdienu 100L atkritumu maisos var būt gan atkritumi, gan beramās vielas pārvietošanai un pagaidu uzglabāšanai. Somas ir diezgan izturīgas, tieši tāpēc tās tiek plaši izmantotas pārtikas un ķīmijas noliktavās. Daudzi uzņēmumu īpašnieki jau ir novērtējuši šo produktu priekšrocības un aktīvi tos izmanto gan noliktavu, gan mājsaimniecības vajadzībām.
Elektromagnētisko viļņu galvenā īpašība ir elektriskā un magnētiskā lauka intensitātes vektoru šķērseniskās svārstības attiecībā pret viļņu izplatīšanās virzienu (11.1. att.). Gaisma ir elektromagnētiskais vilnis. Bet traucējumi un difrakcija nepierāda gaismas viļņu šķērsvirziena raksturu. Kā var eksperimentāli pierādīt, ka gaisma ir šķērsvilnis?
Eksperimenti ar turmalīnu Ļaujiet mums sīkāk apsvērt tikai vienu no eksperimentiem, ļoti vienkāršu un ārkārtīgi efektīvu. Šis ir eksperiments ar turmalīna kristāliem (caurspīdīgi zaļi kristāli). Turmalīna kristālam ir simetrijas ass, un to sauc par vienpusēju kristālu. Ņemsim taisnstūrveida turmalīna plāksni, kas sagriezta tā, lai viena no tās virsmām būtu paralēla kristāla asij. Ja uz šādu plāksni parasti tiek novirzīts elektriskās lampas vai saules gaismas stars, tad plāksnes rotēšana ap staru neizraisīs nekādas izmaiņas caur to ejošās gaismas intensitātē. Gaisma tikai daļēji uzsūcas turmalīnā un ieguva zaļganu krāsu. Nekas cits nenotika. Bet tā nav taisnība. Gaismas vilnis ieguva jaunas īpašības.
Jaunas gaismas īpašības, kas iet cauri turmalīna kristālam, tiek atklātas, ja stars ir spiests iziet cauri otrajam tieši tādam pašam turmalīna kristālam paralēli pirmajam. Ar identiski virzītām kristālu asīm atkal nekas interesants nenotiek: gaismas stars vienkārši tiek vēl vairāk vājināts absorbcijas dēļ otrajā kristālā. Bet, ja otru kristālu pagriež, atstājot pirmo nekustīgu, tad atklāsies pārsteidzoša parādība – gaismas izdzišana. Palielinoties leņķim starp asīm, gaismas intensitāte samazinās. Un, kad asis ir perpendikulāras viena otrai, gaisma neiet cauri vispār. To pilnībā absorbē otrais kristāls. Kā to var izskaidrot?
Secinājums 3. Gaisma ir šķērsvilnis. Ja gaisma nebūtu šķērsvilnis, gaisma netiktu pilnībā nodzisusi, izejot cauri otrajam turmalīna kristālam. Tagad kļūst skaidrs eksperiments ar gaismas pāreju caur divām secīgi novietotām turmalīna plāksnēm. Pirmā plāksne polarizē tai cauri ejošo gaismas staru, liekot tam svārstīties tikai vienā virzienā. Šīs vibrācijas var pilnībā iziet cauri otrajam turmalīnam tikai tad, ja to virziens sakrīt ar otrā turmalīna raidīto vibrāciju virzienu, tas ir, kad tā ass ir paralēla pirmā turmalīna asij. Ja vibrāciju virziens polarizētajā gaismā ir perpendikulārs otrā turmalīna raidīto vibrāciju virzienam, tad gaisma tiks pilnībā aizkavēta. Tas notiek, kad turmalīna plāksnes ir sakrustotas, tas ir, to asis veido 90 ° leņķi. Visbeidzot, ja vibrācijas virziens polarizētā gaismā veido asu leņķi ar turmalīna pārraidīto virzienu, tad vibrācija tiks pārraidīta tikai daļēji.
1. Gaismas polarizācija atstarojot no divu dielektriķu robežas Polarizācijas pakāpe ir atkarīga no gaismas staru krišanas leņķa noteiktā krišanas leņķī (Brewster leņķis), atstarotais stars ir pilnībā polarizēts Stikls, ūdens virsma; un asfalts labi polarizē gaismu. Metāli nepolarizē gaismu Mājas darbs: Uzziniet, kāpēc metāli nepolarizē gaismu?
2. Gaismas polarizācija, laužot no divu dielektriķu robežas, lauztais stars ir tikai daļēji polarizēts, bet, secīgi izlaižot gaismu caur vairākām caurspīdīgām plakanparalēlām plāksnēm, var panākt ievērojamu gaismas polarizāciju spektra redzamajam apgabalam. plāksnes ir izgatavotas no ļoti plāna optiskā stikla, lai samazinātu gaismas zudumus absorbcijas rezultātā. Pilnu gaismas polarizāciju nodrošina 16 stikla plāksnes ar laušanas koeficientu n = 1,5.
3. Gaismas polarizācija, izmantojot polaroīdus Daži kristāli (Islandes spars, turmalīns) pārraida gaismas vibrācijas tikai noteiktā virzienā. Šo virzienu kristāla iekšpusē sauc par kristāla optisko asi. Šobrīd gaismas polarizēšanai tiek izmantotas gaismas vibrācijas. Polaroīdi ir stikla plāksnes, kas iestrādātas ar lielu skaitu vienādi orientētu turmalīna kristālu.
Polarizējošie mikroskopi Polarizējošu mikroskopu darbības princips ir balstīts uz pētāmā objekta attēla iegūšanu, kad tas tiek apstarots ar polarizējošiem stariem, kas savukārt jāģenerē no parastās gaismas, izmantojot īpašu polarizatora ierīci.
Ļoti bieži, atstarojoties no sniega segas, ūdens virsmas, slapja sniega, stikla, veidojas spilgta gaisma, kas sāpina acis, tos sauc par “atspīdumiem”. Šie “atspīdumi” samazina fotogrāfiju kvalitāti, traucē makšķerniekiem makšķerēt un pasliktina automašīnu vadītāju redzamību. Polarizētās lēcas brillēm un filtri kamerās tiek izmantotas, lai slāpētu atstaroto gaismu.
Polarizētās saulesbrilles Polarizētās saulesbrilles aizsargā jūsu acis no apžilbinoša atspīduma, ko gaisma atstaro no dažādām virsmām. Gaismas stari atstarojas no ceļa seguma, zemē guļoša sniega, no ūdens virsmas, no māju sienām un jumtiem. Šie atstarotie gaismas stari veido izcēlumus. Atspīdums pasliktina redzes kvalitāti, traucē saskatīt detaļas un spilgtas atspīdumu žalūzijas. Jo augstāka ir virsmas atstarošanas spēja, jo spēcīgāka ir atstarošana. Piemēram, saules stari spēcīgi atstarojas no slapja ceļa seguma, it īpaši, ja saule atrodas zemu virs horizonta. Vadītāja apžilbināšana šajās situācijās palielina avārijas risku uz ceļa. Polarizētajām saulesbrillēm ir iespēja bloķēt atstarotos gaismas starus un tādējādi uzlabot redzes kvalitāti, palielināt attēla kontrastu un palielināt vizuālo komfortu kopumā. Polarizēto stiklu dizains Polarizētajām brillēm ir īpašas polarizētu stiklu lēcas, kurām ir iespēja bloķēt atstarojumus no horizontālām virsmām saules gaisma. Polarizētās lēcas parasti ir daudzslāņu dizains ar skaidru polarizācijas plēvi iekšpusē. Polarizējošā plēve ir uzstādīta lēcās tā, lai tā pārraidītu gaismu, kas ir tikai vertikāli polarizēta. No horizontālām virsmām (sniega klāts lauks, ūdens virsma u.c.) atstarotajiem gaismas stariem, gluži pretēji, ir horizontāla polarizācija un tāpēc tie neiziet cauri polarizējošām lēcām. Tajā pašā laikā stari, kas izplūst no citiem objektiem, nav polarizēti un tāpēc iziet cauri polarizējošām lēcām un veido skaidru attēlu uz tīklenes.
Briļļu ražošanas tehnoloģijas var samazināt līdz divām. Pirmajā gadījumā polarizējošās vielas kristāli tiek uzklāti uz plēves, kas tiek pielīmēta starp divām plastmasas plāksnēm, kas veido brilles lēcu. Šī tehnoloģija ir vislētākā. Otrā tehnoloģija sastāv no polarizējošās vielas kristālu ievietošanas tieši briļļu lēcas stiklā. Šī tehnoloģija ir daudz dārgāka, taču šādu briļļu izgatavošanas kvalitāte ir ievērojami augstāka. Jo lētākas brilles, jo plānākas lēcas un plānāks polarizējošās vielas slānis. Tiešas sekas tam ir slikts polarizācijas līmenis. Labas brilles ir diezgan dārgas, taču tās vienmēr ir par tām iztērētās naudas vērtas. Ja runājam par cenām, tad diezgan pieklājīgas brilles maksā no 50 līdz 100 ASV dolāriem.
Brilles krāsas izvēle Pelēka ir piemērota spilgtai saulainai dienai. Krāsas tiek pārraidītas praktiski bez kropļojumiem, ļaujot redzēt lietas to dabiskajos toņos. Ja vēlaties atrast kompromisu starp labu kontrastu un dabiskajiem toņiem, izvēlieties brūnu. Oranžā (vara) krāsa ir gandrīz universāla, bet vislabāk darbojas mākoņainā laikā. Lielākais skaits pazīstamu makšķernieku, kuriem makšķerēšanas panākumi lielā mērā ir atkarīgi no spējas redzēt zivis, izmanto tieši šādus lēcas jo tas ļauj tos izmantot ļoti vāja apgaismojuma apstākļos. Vienkārši nevalkājiet šādas brilles saulainā laikā, jo jūsu acīm ir nepieciešama nopietnāka aizsardzība.
Polarizējošie filtri Mūsdienu fotogrāfiju nav iespējams iedomāties bez polarizējošiem filtriem. Tā ir plāksne, kas izgatavota no īpaša materiāla, kas piestiprināta starp diviem plakaniem stikliem un polarizējošo gaismu. Visa šī sistēma ir uzstādīta īpašā rotējošā rāmī, uz kura tiek uzlikta atzīme, kas parāda polarizācijas plaknes stāvokli. Polarizējošais filtrs palielina fotoattēla krāsu asumu un tīrību un palīdz novērst atspīdumu. Līdz ar to fotogrāfijā labāk parādās objektu dabiskā krāsa un palielinās krāsu piesātinājums.
LCD monitora ierīce. C sastāv no molekulu slāņa starp diviem caurspīdīgiem elektrodiem un diviem polarizācijas filtriem, kuru polarizācijas plaknes ir perpendikulāras. Ja nav šķidro kristālu, pirmā filtra raidītā gaisma ir gandrīz pilnībā bloķēta ar otro Ja starp elektrodiem nav elektriskā sprieguma, molekulas ir izkārtotas spirālveida struktūrā, savukārt pirms otrā filtra – polarizācijas plakne. tiek pagriezts par 90º, un gaisma bez zudumiem iziet cauri vertikālajam filtram. Ja elektrodiem tiek pieslēgts spriegums, molekulām ir tendence sakārtoties lauka virzienā, kas izkropļo skrūves struktūru. Ar pietiekamu lauka intensitāti gandrīz visas molekulas kļūst paralēlas, kas noved pie necaurspīdīgas struktūras. Mainot spriegumu starp elektrodiem, jūs varat kontrolēt gaismas plūsmu, kas iet caur monitoru. Šajā gadījumā spīd nevis TV ekrāni, bet gan plāns šķidro kristālu slānis.
Interesanti fakti, kas saistīti ar gaismas polarizāciju Saules gaisma noteiktā virzienā no Saules ir polarizēta. Saules staru polarizācija notiek atstarošanas no gaisa molekulām un ūdens pilienu refrakcijas rezultātā. Bites un skudras labi pārvietojas pat tad, ja Saule ir paslēpta aiz mākoņiem. Cilvēka acī gaismas jutīgā pigmenta rodopsīna molekulas ir izkārtojušās nejauši, un kukaiņu acī tās pašas molekulas ir sakārtotas kārtīgās rindās, orientētas vienā virzienā, kas ļauj tām spēcīgāk reaģēt uz gaismu, kuras vibrācijas atbilst. molekulu plaknes.
Griežot kristālu un novērojot caur to ejošās atmosfēras izkliedētās saules gaismas izmaiņas, vikingi, pamatojoties uz šādiem novērojumiem, varēja noteikt Saules virzienu pat tad, ja tā atradās zem horizonta vai slēpta mākoņos. Vikingu kuģis Krievzemē viņus sauca par varangiešiem, viņus uzskatīja par nežēlīgiem karotājiem, viņi bez kompasa spēja lieliski orientēties pēc Saules un zvaigznēm.
Tagad ir pienācis laiks runāt par to, kas ir būtība gaismas polarizācija .
Vispārīgākajā nozīmē pareizāk ir runāt par viļņu polarizāciju. Gaismas polarizācija kā parādība ir īpašs viļņu polarizācijas gadījums. Galu galā gaisma ir elektromagnētiskais starojums diapazonā, ko uztver cilvēka acs.
Kas ir gaismas polarizācija
Polarizācija ir šķērsviļņu īpašība. Tas apraksta svārstību lieluma vektora stāvokli plaknē, kas ir perpendikulāra viļņa izplatīšanās virzienam.
Ja šī tēma netika apspriesta augstskolas lekcijās, tad droši vien jautāsiet: kas ir šis svārstīgais lielums un kuram virzienam tas ir perpendikulārs?
Kā izskatās gaismas izplatīšanās, ja skatāmies uz šo jautājumu no fizikas viedokļa? Kā, kur un kas svārstās, un kur tas lido?
Gaisma ir elektromagnētiskais vilnis, ko raksturo spriedzes vektori elektriskais lauks E un spriedzes vektors magnētiskais lauks N . Starp citu, interesanti fakti Jūs varat uzzināt par gaismas būtību no mūsu raksta.
Saskaņā ar teoriju Maksvels , gaismas viļņi ir šķērsvirzienā. Tas nozīmē, ka vektori E Un H savstarpēji perpendikulāri un svārstās perpendikulāri viļņa ātruma vektoram.
Polarizāciju novēro tikai šķērsviļņos.
Lai aprakstītu gaismas polarizāciju, pietiek zināt tikai viena vektora pozīciju. Parasti šim nolūkam tiek ņemts vērā vektors E .
Ja gaismas vektora vibrācijas virzieni ir kaut kā sakārtoti, gaismu sauc par polarizētu.
Ņemsim gaismu augstāk esošajā attēlā. Tas noteikti ir polarizēts, jo vektors E svārstās vienā plaknē.
Ja vektors E svārstās dažādās plaknēs ar vienādu varbūtību, tad šādu gaismu sauc par dabisko gaismu.
Gaismas polarizācija pēc definīcijas ir staru atdalīšana no dabiskās gaismas ar noteiktu elektriskā vektora orientāciju.
Starp citu! Mūsu lasītājiem tagad ir 10% atlaide jebkura veida darbs
No kurienes nāk polarizētā gaisma?
Gaisma, ko mēs redzam sev apkārt, visbiežāk ir nepolarizēta. Gaisma no spuldzēm, saules gaisma ir gaisma, kurā sprieguma vektors svārstās visos iespējamos virzienos. Bet, ja jūsu darbs prasa visu dienu skatīties LCD monitorā, ziniet, ka redzat polarizētu gaismu.
Lai novērotu gaismas polarizācijas fenomenu, dabiskā gaisma ir jāizlaiž caur anizotropu vidi, ko sauc par polarizatoru un “nogriež” nevajadzīgos vibrācijas virzienus, atstājot vienu.
Anizotropā vide ir vide, kurai ir dažādas īpašības atkarībā no virziena šajā vidē.
Kristāli tiek izmantoti kā polarizatori. Viens no dabiskajiem kristāliem, kas jau sen tiek izmantots eksperimentos, lai pētītu gaismas polarizāciju - turmalīns.
Vēl viens veids, kā radīt polarizētu gaismu, ir atstarošana no dielektriķa. Kad gaisma krīt uz saskarni starp diviem nesējiem, stars tiek sadalīts atstarotajā un lauztā. Šajā gadījumā stari ir daļēji polarizēti, un to polarizācijas pakāpe ir atkarīga no krišanas leņķa.
Tiek izteikta sakarība starp gaismas krišanas leņķi un polarizācijas pakāpi Brūstera likums .
Kad gaisma ietriecas saskarnē leņķī, kura tangenss ir vienāds ar abu mediju relatīvo refrakcijas koeficientu, atstarotais stars ir lineāri polarizēts un lauztais stars ir daļēji polarizēts ar vibrāciju pārsvaru, kas atrodas stara krišanas plaknē. .
Lineāri polarizēta gaisma ir gaisma, kas ir polarizēta tā, ka vektors E svārstās tikai vienā noteiktā plaknē.
Gaismas polarizācijas fenomena praktiskais pielietojums
Gaismas polarizācija nav tikai fenomens, kuru ir interesanti pētīt. To plaši izmanto praksē.
Piemērs, kas ir pazīstams gandrīz ikvienam, ir 3D kinematogrāfija. Vēl viens piemērs ir polarizētie stikli, kuros nav redzams saules atspīdums uz ūdens, un pretimbraucošo automašīnu priekšējie lukturi neapžilbina vadītāju. Fototehnoloģijās izmanto polarizējošos filtrus, un signālu pārraidei starp kosmosa kuģu antenām izmanto viļņu polarizāciju.
Polarizācija nav visgrūtāk saprotamā lieta dabas parādība. Lai gan, ja iedziļinās un sāc kārtīgi saprast fiziskie likumi, kam viņa pakļaujas, var rasties grūtības.
Lai netērētu laiku un pēc iespējas ātrāk pārvarētu grūtības, meklējiet padomu un palīdzību mūsu autoriem. Mēs palīdzēsim jums pabeigt eseju, laboratorijas darbi, izlemt kontroles uzdevumi par tēmu "Gaismas polarizācija".
Apgaismojuma regulēšana un atspīdumu samazināšana. Viens no izplatītākajiem polarizētās gaismas lietojumiem ir apgaismojuma intensitātes regulēšana. Polarizatoru pāris ļauj vienmērīgi mainīt gaismas intensitāti milzīgās robežās - līdz pat 100 000 reižu.Polarizēta gaisma bieži izmanto, lai nomāktu gaismu, kas spoži atstarojas no gludām dielektriskām virsmām. Piemēram, polaroīda saulesbrilles ir balstītas uz šo principu. Kad dabiskā nepolarizētā gaisma nokrīt uz ūdenstilpes virsmas, daļa no tās tiek spoži atspoguļota un tādējādi polarizēta. Šī atstarotā gaisma apgrūtina objektu saskatīšanu zem ūdens. Ja skatāties uz ūdeni caur pareizi orientētu polarizatoru, lielākā daļa spoži atstarotās gaismas tiks absorbēta un ievērojami uzlabosies zemūdens objektu redzamība. Vērojot caur šādām brillēm, "troksnis" - no virsmas atstarotā gaisma - samazinās 5-20 reizes, bet "signāls" - zemūdens objektu gaisma - samazinās tikai 2-4 reizes. Tādējādi signāla un trokšņa attiecība ievērojami palielinās.
Polarizācijas mikroskopija. Polarizācijas mikroskopija tiek plaši izmantota vairākos pētījumos. Polarizējošais mikroskops ir aprīkots ar divām polarizējošām prizmām vai diviem polaroīdiem. Viens no tiem, polarizators, atrodas kondensatora priekšā, bet otrs, analizators, atrodas aiz objektīva. IN pēdējos gados Polarizējošajos mikroskopos tiek ieviesti speciāli polarizācijas kompensatori, kas ievērojami palielina jutību un kontrastu. Izmantojot mikroskopus ar kompensatoriem, tika atklāti un nofotografēti tādi mazi un zema kontrasta objekti kā intracelulāras abpusējās laušanas struktūras un šūnu kodolu struktūras detaļas, kuras nav iespējams noteikt citādā veidā.
Kontrasta pastiprināšana. Polarizējošus filtrus bieži izmanto, lai palielinātu caurspīdīgu un zema kontrasta elementu kontrastu. Piemēram, tos izmanto, fotografējot mākoņainas debesis, lai uzlabotu kontrastu starp mākoņiem un skaidrām debesīm. Mākoņu izkliedētā gaisma ir gandrīz pilnībā nepolarizēta, bet gaisma no skaidrām zilām debesīm ir ievērojami polarizēta. Polarizācijas filtru izmantošana ir visefektīvākais līdzeklis kontrasta uzlabošanai.
Kristalogrāfiskie pētījumi un fotoelastiskā analīze. Kristalogrāfijā polarizācijas pētījumi tiek veikti īpaši bieži. Daudziem kristāliem un orientētiem polimērmateriāliem ir ievērojama divējāda laušana un dikroisms. Izpētot šos raksturlielumus un nosakot atbilstošo asu virzienu, iespējams identificēt materiālus, kā arī iegūt datus par jaunu vielu ķīmisko struktūru.
Īpaša nozīme tehnoloģijā ir fotoelastiskā analīze. Šī ir metode, kas ļauj novērtēt mehānisko spriegumu pēc fāzes nobīdes. Lai veiktu fotoelastības analīzi, pētāmā daļa ir izgatavota no caurspīdīga materiāla ar augstu fotoelastības koeficientu. Galvenā fotoanalīzes instalācijas daļa ir polariskops, kas sastāv no apgaismojuma sistēmas, polarizatora, analizatora un okulāra. Ja plakana stikla sloksne tiek pakļauta spriedzei, stikls nedaudz deformējas un tajā radīsies mehānisks spriegums. Rezultātā tas kļūs divkāršs un mainīs gaismas viļņa fāzi. Mērot fāzes nobīdi, var noteikt sprieguma lielumu.
Fotoelastiskās analīzes metode var izmantot arī oftalmoloģijā, jo acs membrānās ir atklātas fotoelastības parādības.
Divkāršā laušana pastāv dabiski anizotropos ķermeņos. Tomēr ir dažādas mākslīgās optiskās anizotropijas metodes - optiskās anizotropijas piešķiršana dabiski izotropām vielām.
5.1. Fotoelastība
Ķermenis mehāniskās deformācijas ietekmē kļūst optiski anizotrops. Piemēram, pakļaujot vienpusējai saspiešanai vai stiepšanai, caurspīdīga materiāla plāksne iegūst vienpusīga kristāla īpašības, kura optiskā ass sakrīt ar saspiešanas vai stiepšanās virzienu. Parasto un ārkārtējo staru laušanas koeficienta atšķirība virzienā, kas ir perpendikulārs optiskajai asij, ir proporcionāla normālajam spriegumam σ
(8)
kur χ 1 ir koeficients atkarībā no vielas īpašībām; k
- traucējumu frekvenču secība;
- spriedze.
5.2. Kerra šūna
Dubultās refrakcijas rašanos gāzēs, šķidrumos un amorfās cietās vielās (dielektriķos) spēcīga vienmērīga elektriskā lauka ietekmē sauc. Kerra efekts. Šo fenomenu pirmo reizi atklāja skotu fiziķis D. Kers 1875. gadā.
kur 2 – proporcionalitātes koeficients; IN– Kera konstante atkarībā no vielas veida, tā temperatūra un gaismas viļņa garums vakuumā.
Kera efekts ir izskaidrojams ar vielas molekulu atšķirīgo polarizējamību dažādos virzienos. Šī parādība ir praktiski bezinerces, t.i. Vielas pāreja no izotropa stāvokļa uz anizotropu stāvokli, kad lauks ir ieslēgts, notiek aptuveni 10-10 s. Tāpēc Kerr šūna kalpo kā ideāls gaismas aizvars un tiek izmantots ātros procesos (ātrdarbīgā fotografēšanā un filmēšanā utt.)
5.3. Polarizācijas plaknes rotācija
Polarizācijas plaknes rotāciju var novērot nākamajā eksperimentā. Ja starp krustoto polarizatoru un analizatoru ievieto optiski aktīvu vielu, analizatora redzes lauks tiek izgaismots. Pagriežot analizatoru leņķī φ, atkal var iegūt tumšu redzes lauku. Risinājumos polarizācijas plaknes griešanās leņķis ir proporcionāls gaismas ceļam šķīdumā l un koncentrācija aktīvā viela AR:
,
(10)
kur [φ 0 ] ir īpatnējā rotācija.
Optiski aktīvās vielas atkarībā no polarizācijas plaknes griešanās virziena iedala pa labi un pa kreisi griežot.
Šķīdumu polarizācijas plaknes rotācijas fenomens ir produkta sertifikācijas pamats. Šo parādību izmanto, piemēram, lai precīzi noteiktu optiski aktīvo vielu šķīdumu koncentrāciju ( polarimetrija).
Optiski neaktīvās vielas iegūst spēju pagriezt polarizācijas plakni magnētiskā lauka ietekmē. Šo parādību atklāja M. Faradejs, un tā tika nosaukta Faraday efekts. Šim efektam zinātnei ir liela nozīme, jo tas atklāj saikni starp optiskajiem un elektromagnētiskajiem procesiem.