Kính phân cực và bản sóng

Kính phân cực chọn một trạng thái phân cực và bản sóng dịch chuyển pha tương đối của các thành phần, là những công cụ cơ bản để kiểm soát ánh sáng phân cực.

Definition

Các phần tử quang học tác động lên sự phân cực, với kính phân cực truyền một thành phần phân cực được chọn và bản sóng tạo ra sự chậm pha cố định giữa các thành phần trực giao để thay đổi trạng thái phân cực.

Scope

Chủ đề này bao gồm các thành phần quang học được sử dụng để tạo ra, biến đổi và phân tích ánh sáng phân cực. Nó bao gồm kính phân cực lưỡng sắc và phản xạ và bộ tách chùm phân cực, định luật Malus về truyền qua kính phân cực, hoạt động của bản sóng (bộ làm chậm) tạo ra sự khác biệt pha được kiểm soát giữa các thành phần trực giao, bản nửa sóng và bản một phần tư sóng và việc sử dụng chúng trong việc xoay phân cực tuyến tính hoặc tạo ra phân cực tròn, và sự kết hợp của các yếu tố này được mô tả bởi phép tính Jones. Nó đề cập đến các phương tiện thực tế để kiểm soát phân cực làm nền tảng cho nhiều thiết bị.

Core questions

• Kính phân cực chọn một phân cực như thế nào và nó truyền bao nhiêu ánh sáng?
• Bản sóng thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng như thế nào?
• Bản nửa sóng và bản một phần tư sóng được sử dụng trong thực tế như thế nào?
• Sự kết hợp của các yếu tố này chuyển đổi một phân cực thành một phân cực khác như thế nào?

Key concepts

• kính phân cực
• định luật Malus
• bản sóng
• bản nửa sóng
• bản một phần tư sóng
• trục nhanh và chậm
• bộ tách chùm phân cực
• độ chậm pha

Key theories

Định luật Malus

Khi ánh sáng phân cực tuyến tính đi qua một kính phân cực lý tưởng, cường độ truyền qua bằng cường độ tới nhân với bình phương cosin của góc giữa phân cực và trục truyền của kính phân cực.

Độ chậm pha của bản sóng

Một tấm lưỡng chiết tạo ra sự khác biệt pha giữa các thành phần dọc theo trục nhanh và chậm của nó; một bản nửa sóng xoay phân cực tuyến tính trong khi một bản một phần tư sóng chuyển đổi giữa phân cực tuyến tính và phân cực tròn.

Clinical relevance

Kính phân cực và bản sóng là các thành phần cốt lõi của kính hiển vi ánh sáng phân cực được sử dụng trong bệnh lý chẩn đoán, của máy đo phân cực đo các chất phân tích quang hoạt như glucose, và của các thiết bị tinh thể lỏng kiểm soát ánh sáng trong màn hình và dụng cụ nhãn khoa.

History

Malus đã thiết lập định luật cường độ của mình vào năm 1809, và Nicol đã phát minh ra lăng kính phân cực canxit mang tên ông vào năm 1828. Các tấm phân cực thực tế trở nên phổ biến rộng rãi sau khi Edwin Land phát minh ra màng phân cực lưỡng sắc vào những năm 1930, thành lập Tập đoàn Polaroid.

Key figures

• Étienne-Louis Malus
• William Nicol
• Edwin Land

Seminal works

• hecht2017
• salehteich2019

Frequently asked questions

Bao nhiêu ánh sáng đi qua hai kính phân cực chéo nhau?

Lý tưởng là không có; khi các trục truyền vuông góc, định luật Malus cho độ truyền bằng không vì cosin của chín mươi độ bằng không, đó là lý do tại sao các kính phân cực chéo nhau xuất hiện tối.

Bản một phần tư sóng tạo ra ánh sáng phân cực tròn như thế nào?

Nếu ánh sáng phân cực tuyến tính đi vào ở góc bốn mươi lăm độ so với các trục của bản, bản sẽ làm chậm một thành phần đi một phần tư bước sóng so với thành phần kia, và hai thành phần có biên độ bằng nhau kết hợp thành phân cực tròn.