Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 1/12 Podsumowanie W11 Optyka fourierowska Optyka fourierowska 1. przez odbicie 1. Polaryzacja przez odbicie 2. przez załamanie 2. Polaryzacja przez załamanie 3. przez rozpraszanie 3. Polaryzacja przez rozpraszanie 4. dichroizm 4. Anizotropia optyczna ciał – dichroizm (s elektywna absorpcja) 5. dwójłomność 5. Anizotropia optyczna ciał – dwójłomność 6. efekt Zeemana 6. Oddziaływanie z zewn. polami - efekt Zeemana B B soczewka dokonuje 2-wym. trafo Fouriera Polaryzacja Polaryzacja przykład 1-wym.: długa szczelina TF – 1 TF przedmiot obraz dyfr. obraz w płaszcz. ogniskowej g(x) x x E(x) G(x) =Mg(x) x - zastosowania – filtracja przestrzenna

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 2/12 osie optyczne gdy n x n y, 2 przekroje kołowe i 2 osie optyczne (proste do tych przekrojów) ośrodki dwuosiowe 5. Dwójłomność przekroje kołowe elipsoidy Anizotropia: elipsoida n x y z nxnx nyny nznz różne prędkości fazowe dla różnych orientacji E x y z n x = n y n y = n x nznz gdy n x = n y, 1 przekrój kołowy i 1 oś optyczna ośrodki jednoosiowe

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 3/12 wiązki rozchodzące się wzdłuż osi optycznej mają f niezależną od polaryzacji dwójłomność dla innych kierunków propagacji – dwójłomność promień zwyczajny promień nadzwyczajny (prędkość f zależy od ) E || pł. główna E propagacja w ośrodku dwójłomnym: 2 fale o różnych polaryzacjach rozchodzą się z różnymi prędkościami f załamanie na granicy ośrodków (zależne od stosunku prędkości faz.) rozdzieli promień na dwa – podwójne załamanie = dwójłomność O E promień zwyczajny promień nadzw. Ale, gdy ||, każda składowa wiązki jest promieniem zwyczajnym, bo E promień zwyczajny O

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 4/12 gdy, E e = E o ale E e i E o propagują z różnymi prędkościami fazowymi płytka fazowa tylko E e tylko E o gdy ćwierćfalówka – polaryzacja kołowa gdy półfalówka – polaryzacja liniowa, ortogonalna do początkowej O E d E || pł. główna E gdy kąt padania = 0 – nie ma załamania, promień zwycz. i nadzw. propagują w tym samym kierunku – nie ma ich przestrzennej separacji

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 5/12 Przykład działania płytki fazowej z pleksiglasu plexiglas = polimetakrylan – polimer z dwójłomnością wymuszoną w procesie polimeryzacji pręta. Oś optyczna jest na ogół prostopadła do osi pręta przes. fazowe: 0, /4, /2, 3 /4, oś opt. 45 o z góry oś opt. 45 o z boku ciemne miejsca wynikają z oscylacji indukowanych dipoli w kierunku obserwacji

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 6/12 DwójłomnośćDwójłomność struktura krystaliczna (kalcyt = szpat islandzki, kwarc,...) str. molekularna (cukier, ciekłe kryształy, polimery,...) mechanicznie (elastometria) zewn. pola: - elektryczne (DC, AC, laser) ef. Pockelsa ef. Kerra (LCD) optyka nieliniowa - magnetyczne ef. Faradaya ef. Voigta (Cottona – Moutona) naturalna wymuszona

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 7/12 6. Efekt Zeemana (bez spinu elektronu) z momentem pędu (krętem) elektronu związany jest moment magnet. wg. mechaniki kwantowej ma skwantowaną: a) długość; J = l. kwantowa krętu (całkowita lub połówkowa) b) orientację (wartość określonej składowej, rzut na określony kierunek) = kwantyzacja przestrzenna m = magnetyczna l. kwantowa (2J+1 wartości, czyli 2J+1 orientacji krętu) Np. J=1 J z = – ħ J z = + ħ J z = 0 z

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 8/12 różne orientacje to różne energie oddziaływania z zewn. polem mgt. - dla J=1, są 3 różne orientacje, a więc 3 różne wartości energii oddziaływania – zależne od m

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 9/12 poszczególne orientacje dają też różne polaryzacje światła emitowanego przez atom umieszczony w polu B (wynikają z różnych kierunków drgań i obrotów indukowanego dipola el. - fioletowy) obserwacja || B: z B obserwacja B: z B 0 – m= 1, m=0, m= 1 m= +1 m= –1 || tylko liniowa polaryz., – + tylko kołowa polaryz. +, – 0 – częstości emitowanych fal (widmo)

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 10/12 Efekt Faradaya podłużne pole magnet. P B A L V = stała Verdeta dwójłomność wymuszona przez zewn. pola Efekt Kerra poprzeczne pole elektr. L P E A K = stała Kerra Efekt Pockelsa podłużne pole elektr.

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 11/12 Efekt Faradaya P B A rozszczepienie poziomów energetycznych w atomie (ef. Zeemana) inne częstości rezonansowe związane z absorpcją/emisją światła o polaryzacjach n–1 jeśli dla B=0 było to dla B 0 jest Gdy B 0 różnica faz kołowych składowych skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła transmitowanego B J=1 J=0 B=0 B 0 m +1 0 –1 n–1

Wojciech Gawlik - Optyka, 2006/07. wykład 12 12/12 Badanie dwójłomności źródło próbka detektor P A /4 Analiza światła spolaryzowanego