Doble refracción en placa de cuarto de onda y prisma nicol

He leído en uno de los libros de texto (autor local) que cuando una luz no polarizada pasa a través del prisma nicol (paralelo a los lados largos de la sección principal), el rayo de luz se divide en dos, a saber, rayo ordinario y rayo extraordinario, y si el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo crítico, entonces los rayos o sufrirán una reflexión interna total, mientras que los rayos e emergerán (y, por lo tanto, se obtendrá una luz polarizada plana). En otra sección donde se describe la producción de luz polarizada circularmente, se dice que cuando una luz polarizada plana incide en una placa de cuarto de onda en dirección perpendicular al eje óptico, el rayo de luz se dividirá en rayos o y rayos e (con una diferencia de fase de 90 grados). Mi confusión está en el diagrama que han mostrado para analizar una luz polarizada plana por un prisma nicol...

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Respuestas (1)

La situación que se muestra en la figura se refiere a la situación en la que el polarizador y el analizador tienen su "eje de paso" alineado.

Dado que cualquiera de ellos eliminará el componente de luz/campo eléctrico a lo largo del eje perpendicular al eje de paso, si la luz polarizada linealmente incide sobre un polarizador, entonces la salida del polarizador tendrá luz con oscilaciones de campo eléctrico solo a lo largo de un definido. eje, y nada a lo largo del eje perpendicular. Ahora bien, si el eje de paso del analizador también está alineado con este eje, la luz de salida del analizador será toda la entrada de luz al analizador, ya que no se elimina ningún componente. Es decir, esta sería la posición de máxima intensidad lumínica a través del analizador.

Sin embargo, si gira el eje de paso del analizador sobre el eje de paso del polarizador en un ángulo θ , Solo el porque ⁡ θ componente de la luz será paralelo al eje de paso, y deberá pasar, mientras que el otro pecado ⁡ θ componente sería bloqueado por el analizador, siendo perpendicular. Así, la intensidad en esta posición sería I = I 0 porque 2 ⁡ θ , dónde I 0 es la máxima intensidad de luz. (Ley de Malus.)

si aumentas θ , moviéndolo completamente entre 0 y 2 π , es decir, rotación completa en un círculo, habrá dos puntos θ = π / 2 y 3 π / 2 , donde las oscilaciones de luz serán exactamente perpendiculares al eje de paso y, por lo tanto, la intensidad observada desaparecería. Por otro lado, también hay dos posiciones. θ = 0 y π , dónde I = I 0 (máximo).

Así es como se analiza la luz polarizada linealmente con estos instrumentos. Además, si se desconoce la naturaleza de la luz original, así es como se sabe que la luz incidente originalmente estaba polarizada linealmente.

Como dijiste, cuando la luz polarizada plana pasa a través de un polarizador, tendrá vibraciones solo a lo largo de un plano. Como mencioné, en mi texto dice que la luz polarizada plana se divide en dos ... de vibración para estos rayos son mutuamente perpendiculares entre sí) por qwp, entonces esta declaración en el texto es incorrecta. ¿Estoy equivocado al suponer que qwp y el polarizador son algo similares en el caso de la doble refracción?
@AbhishekPallipparagopakumar: mira, cuando los rayos se "dividen" en dos, experimentan diferentes índices de refracción y, por lo tanto, viajan con diferentes velocidades. Eso significa que después de viajar cierta distancia a través de ese material, habrá alguna diferencia de trayectoria y, por lo tanto, alguna diferencia de fase. En un QWP, simplemente elige esta distancia para que el desfase entre los dos componentes sea exactamente π / 2 , eso es todo. Con todo lo demás igual, si duplicara la distancia, el desfase aumentaría a π , ¡y tendrás lo que se llama una placa de media onda!
@AbhishekPallipparagopakumar: la otra parte de la historia que quizás te estés perdiendo es que una luz polarizada circularmente tiene dos componentes perpendiculares de igual intensidad π / 2 radianes aparte. Entonces, si la luz CP pasa a través de un QWP, este π / 2 debido a QWP se suma a la π / 2 presente originalmente, y la diferencia de fase cambia a π . Entonces, tienes luz polarizada linealmente. A partir de entonces, el polarizador y el analizador producirían la acción mencionada en la publicación. Así es como analizas la luz polarizada circularmente. :)
No entendí la última oración en el último comentario "a partir de entonces.......". Apoyo el hecho de que hay dos componentes perpendiculares entre sí para una luz CP y es la diferencia de fase de 90 junto con ella lo que hace es CP. Mi primera pregunta es si la luz polarizada plana también tiene dos componentes perpendiculares entre sí. Lo pensé por lo que dijiste, como cuando una luz CP pasa a través de qwp 90 Se introduce una diferencia de fase entre dos componentes nuevamente (un absurdo pregunta). También en la luz CP, supongo que los dos componentes mutuamente perpendiculares se llaman o-ray y e-ray.
ans 1. En general, la luz polarizada plana puede tener dos componentes perpendiculares a la dirección de propagación de la luz (debido a la naturaleza transversal de la misma). Pero no tienen ninguna diferencia de fase entre ellos, es decir, crecen y caen juntos con el tiempo. p.ej mi X = mi 1 pecado ⁡ ( ω t ) y mi y = mi 2 pecado ⁡ ( ω t ) , de modo que mi y / mi X = mi 2 / mi 1 = C o norte s t t en todo momento. Por otro lado, en CP light, las cosas son diferentes. Los dos componentes tienen un π / 2 diferencia de fase, si uno es seno, el otro es coseno. Así, cuando uno alcanza su punto máximo, el otro se extingue. En este caso, (continuación)
(cont.) los componentes se pueden representar como mi X = mi 1 pecado ⁡ ( ω t ) y mi y = mi 1 porque ⁡ ( ω t ) , que es un caso especial de luz polarizada elípticamente con mi 1 = mi 2 . Entonces, si tenemos que eliminar el tiempo entre las dos ecuaciones, no podemos tomar la razón mi y / mi X como antes, ya que esto sería una función del tiempo. Con t eliminado, uno se queda con mi X 2 + mi y 2 = mi 0 2 , que es la ecuación de un círculo, de ahí el nombre. respuesta 2 No, en luz CP, los dos componentes no se llaman rayos o y e, esa nomenclatura es solo cuando se propaga en un medio anisotrópico que (cont.)
(cont.) permite diferentes velocidades en diferentes direcciones. o y e significan ordinario y extraordinario respectivamente. Estas son las soluciones de las ecuaciones de Maxwell en medios anisotrópicos, o las llamadas ecuaciones de Fresnel de normales de onda. La explicación detallada de todo esto está mucho más allá del alcance de estos comentarios, es posible que desee buscar en Google cualquiera de las palabras clave en mis comentarios y/o consultar algún libro de texto estándar de Óptica. :)
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