deel 5 polarisatie. electromagnetische straling is gepolariseerd •iedere transversale trilling is...
TRANSCRIPT
![Page 1: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/1.jpg)
Deel 5
Polarisatie
![Page 2: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/2.jpg)
Electromagnetische Straling is Gepolariseerd
• Iedere transversale trilling is gepolariseerd
• Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan E (en B) in één vlak trilt:
Lineair gepolariseerd licht.
(In de optica wordt bijna altijd alleen het E-veld beschouwd)
![Page 3: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/3.jpg)
Polarisatiehoek
Stel twee golven met dezelfde frequentie E1(x,t) en E2(x,t):
Als beide golven in het zelfde vlak trillen, dan gewoon (scalair) optellen:
),(),(),( 21 txEtxEtxE
Als beide golven niet in hetzelfde vlak trillen dan vectoriëel optellen:
),(),(),( 21 txtxtx EEE
![Page 4: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/4.jpg)
Gelijke fase),(),(),( 21 txtxtx EEE
Levert weer een trilling in één vlak op.Bijvoorbeeld twee loodrecht op elkaar staande trillingen 1= 2=0)
tkzEtz
tkzEtz
yy
xx
cosˆ),(
cosˆ),(
0
0
jE
iE
tkzEEtz yx cosˆˆ),( 00 jiE
Constante amplitude Wederom lineair gepolariseerd
![Page 5: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/5.jpg)
Lineaire polarisatie
![Page 6: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/6.jpg)
Ongelijke fase
Bijvoorbeeld twee loodrecht op elkaar staande golven die 90o uit fase zijn:
tkzEtkzEtz
tkzEtz
yyy
xx
sinˆ4
cosˆ),(
cosˆ),(
00
0
jjE
iE
tkztkzEtz
EEE yx
sinˆcosˆ),(
:Indien
0
000
jiE
Amplitude is constant; richting variëert met de tijd en de plaats (z)
![Page 7: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/7.jpg)
Circulair gepolariseerd licht
![Page 8: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/8.jpg)
Links- en rechtsom circulair
tkztkzEtz sinˆcosˆ),( 0 jiE
tkztkzEtz sinˆcosˆ),( 0 jiE
Rechtsom (met de klokwijzers mee):
Linksom (tegen de klokwijzers in):
![Page 9: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/9.jpg)
Willekeurig faseverschil
tkzEtz
tkzEtz
yy
xx
cosˆ),(
cosˆ),(
0
0
jE
iE
Beschouw de curve die de tip van de E-vector beschrijft als functie van de tijd ( elimineer (kzt) )
2
00
2
0
2
0
sincos2
y
y
x
x
x
x
y
y
E
E
E
E
E
E
E
E
Elliptisch gepolariseerd licht
E0y
Ex
E
Ey
E0x
20
20
00 cos22tan
yx
yx
EE
EE
![Page 10: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/10.jpg)
Ontbinden van lineair gepolariseerd licht (1)
Lineair gepolariseerd licht kan ontbonden worden in twee loodrecht op elkaar staande componenten:
Ex
Ey
îî
E
),(ˆ),(ˆ),(),(),( tzEtzEtztztz yxyx jiEEE
tkzEE yx cosˆˆ00 ji
jj
![Page 11: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/11.jpg)
Ontbinden van lineair gepolariseerd licht (2)
Lineair gepolariseerd licht kan ook in twee tegengesteld draaiende circulaire polarisaties worden ontbonden:
î
E
î î
E0 E0
t kz t kz E t z sin ˆ cos ˆ ) , (0j i E
t kz t kz E t z sin ˆ cos ˆ ) , (0j i E
t kz E t z cos ˆ 2 ) , (0i E
Rechts:
Links:
j j j
![Page 12: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/12.jpg)
Natuurlijk licht
• Elk atoom zendt gedurende ~10ns een lichtgolf uit met willekeurige polarisatie.
• Bijdragen van alle atomen vectoriëel optellen. Resultante is wederom gepolariseerd en bestaat gedurende ~10ns
Ongepolariseerd of natuurlijk licht
Ongepolariseerd licht altijd voor te stellen m.b.v. twee loodrecht op elkaarstaande, lineair gepolariseerde, incoherente (fluctuerende fase) golven met (gemiddeld) gelijke amplitudes.
Gelijke frequenties
Willekeurige fases
Resultante som weer met die frequentie
Gelijke frequenties
Willekeurige fases
Resultante som weer met die frequentie
![Page 13: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/13.jpg)
Polarisator
Een (ideale) polarisator laat één enkele polarisatie richting door:
![Page 14: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/14.jpg)
Analysator
Met een tweede polarisator (analysator) kan de polarisatie van het licht bepaald worden:
![Page 15: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/15.jpg)
Mogelijke polarisatoren
Externe reflectie:
i
tp
ti
ti
ti
itti
tiit
i
r
n
n
r
nn
nn
E
Er
arctan :is gevaldat In
0 :isdan 90 :Als
tan
tan
coscos
coscos
||
||0
0||
i=p(=56.3°)
148.0
384.03.562cos :glas-luchtVoor
2cos)sin(
)sin(
2
rR
r
r ptp
tp
0.148
![Page 16: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/16.jpg)
Reflectie polarisator:
ongepolariseerd licht
p
Lineair gepolariseerd licht
Laag rendement: Iout= 0.148Iin
![Page 17: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/17.jpg)
Wire-grid polarisator
• Het E-veld in de richting van de draden (vertikaal) induceert een stroom en wordt daardoor verzwakt
• Het E-veld loodrecht (horizontaal) op de draden wordt niet verzwakt.• De draden zenden een EM veld (vertikaal) uit in voor- en achterwaartse richting. De
voorwaartse golf interfereert destructief met de oorspronkelijke golf.
![Page 18: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/18.jpg)
Polaroid.
Polaroid is een soort moleculair wire-grid. Langgerekte HC moleculen, voorzien van iodine atomen, werken als een soort ‘parallelle elektrische draden’.
![Page 19: Deel 5 Polarisatie. Electromagnetische Straling is Gepolariseerd •Iedere transversale trilling is gepolariseerd •Tot nu alleen trillingen beschouwd waarvan](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070315/5551a0ef4979591f3c8b868f/html5/thumbnails/19.jpg)
Anisotrope kristallen
Dubbelbrekend Calcite splitst de beide polarisaties t.g.v. verschillende brekingsindices