Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 1/23 D. naturalna Podsumowanie W12 Dwójłomność Dwójłomność x y z nxnx nyny nznz - propagacja w ośrodku dwójłomnym promień zwyczajny promień nadzwyczajny (prędkość f zależy od ) E || pł. główna E O E prom. o prom. e O E prom. o O E d szczególne sytuacje: struktura krystaliczna (kalcyt = szpat islandzki, kwarc,...) str. molekularna (cukier, ciekłe kryształy, polimery,...) mechanicznie (elastometria) D. wymuszona ef. Pockelsa ef. Kerra (LCD) optyka nieliniowa - magnetyczne ef. Faradaya ef. Voigta (Cottona – Moutona) zewn. pola: - elektryczne (DC, AC, laser) aktywność optyczna

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 2/23 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 J=1/2

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 3/23 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 energia atomu w polu magnetycznym zależy od rozszczepienie zeemanowskie

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 4/23 poszczególne orientacje dają też różne polaryzacje światła emitowanego przez atom umieszczony w polu B (wynikają z różnych kierunków drgań i obrotów indukowanego dipola elektr. - 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, 2007/08. wykład 13 5/23 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, 2007/08. wykład 13 6/23 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, 2007/08. wykład 13 7/23 nie tak nie tak Badanie dwójłomności Analiza światła spolaryzowanego (za próbką) światło spolaryz. liniowo światło spolaryz. liniowo obrót liniowego polaryzatora A zmiany natężenia? są brak zmiany 100% ? płytka /4, obrót A zmiany 100% ? światło spolaryz. eliptycznie światło spolaryz. eliptycznie płytka /4, obrót A brak światło niespolaryz. światło niespolaryz. światło spolaryz. kołowo światło spolaryz. kołowo są światło częściowo spolaryz. światło częściowo spolaryz. źródło próbka detektor P A /4 zmiany natężenia?

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 8/23 e – 2 << c < c c przestrzenne spektralne (energetyczne) Źródła światła Promieniowanie przyspieszanych ładunków relatywistyczny efekt Dopplera Promieniowanie synchrotronowe Rozkłady promieniowania. synchrotronowego oscylujący dipol:

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 9/23 Wielkie synchrotrony – PETRA w DESY Hamburg DORIS Więcej informacji nt. promieniowania synchrotronowego

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 10/23 Laser na swobodnych elektronach Inne rodzaje źródeł promieniowania synchrotronowego ondulator w Hamburgu

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 11/23 Promieniowanie termiczne Promieniowanie termiczne Energia promieniowania w zależności od T = ? (Promieniowanie ciała doskonale czarnego) Opis klasyczny: 1. Gęstość modów L = całk. wielokrotność ile rodzajów fal zmieści się w pudle ? warunek graniczny – pole się zeruje fale stojące periodyczna reprodukcja fazy pola po przejściu 2L:

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 12/23 2. Gęstość energii Prawo przesunięć Wiena: max T=const, max /T=const

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 13/23 Rozkład Plancka ładne wyprowadzenie prawa Plancka R. Eiseberg, R. Resnick, Fizyka kwantowa, PWN 1983, str. 26

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 14/23 Źródła dyskretne (nietermiczne) Źródła dyskretne (nietermiczne)

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 15/23 Źródła dyskretne – układ dyskretnych poz. energet.

Wojciech Gawlik - Optyka, 2007/08. wykład 13 16/23 fazy emisji kierunki emisji częstości emisji Absorpcja i emisja fotonów Absorpcja spontaniczna Emisja spontaniczna przypadkowe momenty (fazy) emisji różne kierunki rozmyte częstości wymuszona Emisja wymuszona Skorelowane z fotonami wymuszającymi !!! A. Einstein "Zur Quantentheorie der Strahlung", Physikalisches Zeitschrift, vol.18 (1917), pp Dwa sposoby emisji fal świetlnych !