شنبه, 25 آذر 1396

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
دو قطبشگر عمود بر هم نیز میتوانند نور را عبور دهند!.......................................................قطبش / تأخیرسازی

 

 

 

استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.

 

 

دو قطبشگر عمود برهم نیز می توانند نور را عبور می دهند!

اثر تیغه نیم موج بر روی نور قطبیده خطی

 

 

مقدمه:

موادی مانند بلورهای دوشکستی یا سلفون بخاطر شیوه ساخت آنها ضریب شکست های متفاوتی در راستاهای مختلف دارند. در صورتیکه یک نور قطبیده خطی به چنین محیطی تابیده شود، دو مؤلفه آن با دو سرعت مختلف منتشر می شوند و در نتیجه قطبش نور با عبور از آن تغیییر می کند. دو نوری که با سرعت مختلفی منشر می شوند بر اساس اختلاف سرعت و طول مسیر دچار اختلاف فاز می شوند و بسته به میزان اختلاف فاز قطبش تغییر می کند. مثلا اگر این قطعه به اندازه نصف طول موج اختلاف فاز ایجاد کند آنرا تیغه نیم موج می گویند. اگر تیغه نیم موج را بین دو قطبشگر عمود برهم بگذاریم، نور از دو قطبشگر عبور می کند و پنجره ای که بدون تیغه تاریک بود، شفاف می شود. البته این اتفاق فقط در طول موج خاصی که تیغه برای آن ساخته شده پیش می آید. اگر تیغه نیم موج برای وسط ناحیه مرئی یعنی حدود 550 نانومتر (رنگ زرد) طراحی شده باشد، می تواند روی کل نور سفید اثر بگذارد و وقتی بین دو قطبشگر عمود بر هم قرار گیرد می تواند نور سفید را با تمام رنگهایش عبور دهد. طلق سلفون معمول غالبا این ویژگی را دارد. علت این امر تقارن طیف مرئی در دوطرف رنگ زرد است که باعث می شود مقادیر تقریبا مساوی از تمام رنگها عبور کند و در نتیجه با هم جمع شده و دوباره رنگ سفید را ایجاد می کنند. به چنین تیغه نیم موجی تیغه نیم موج مرئی می گوییم.

 

 

هدف:

در این آزمایش قصد داریم ضمن آشنائی با تیغه نیم­ موج، اثرات آن را بر نور قطبیده‌ی خطی مشاهده و بررسی می­­کنیم .


چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

می خواهیم نور قطبیده را به یک تیغه نیم موج بتابانیم و تغییر جهت قطبش را توسط این قطعه اپتیکی بوسیله یک قطبشگر دیگر ارزیابی کنیم. برای این منظور به اقلام زیر نیاز داریم:

- منبع نور غیر قطبیده مثل چراغ قوه

- فیلتر رنگی

- دو عدد قطبشگر

- تیغه نیم موج مرئی


آزمایش:

- مطابق شکل، ابتدا نور سفید را از قطبشگر اول عبور دهید.

 

 

- سپس قطبشگر دوم را در مسیر نور خروجی (که قطبیده‌ی خطی است) قرار دهید و آنرا به قدری بچرخانید که هیچ نوری در خروجی مشاهده نشود در این حالت دو قطبشگر بر هم عمود هستند و خروجی تاریک گردیده است.

-در همین حال تیغه نیم موج مرئی را میان دو قطبشگر قرار دهید. چون تیغه نیم موج برای نور مرئی (طول موج وسط طیف مرئی) است، خروجی را باز هم به رنگ سفید خواهید دید. ( به علت تقارن طیف در دو طرف طول موج مرکزی، تمام طول موج های طیف به نسبت مساوی از تیغه عبور میکنند و در نتیجه نور عبوری باز هم به رنگ سفید دیده میشود.)

- حال قبل از قطبشگر اول، یک فیلتر رنگی قرار ‌دهید تا نور تقریبا تکرنگ شود و نتیجه را بررسی کنید.

 

 

 

آزمایش (پیشرفته تر):

در این آزمایش، سلفون مانند یک ماده ی شفاف ناهمسانگرد بین دو قطبشگر مورد استفاده قرار می گیرد و اثر ضخامت و انواع مختلف آن را در تغییر قطبش بررسی می کنیم.

- ابتدا دو قطبشگر را عمود برهم و منبع نور سفید را در پشت آنها قرار دهید.

- سلفون را روی نگهدارنده نصب کرده و با چرخاندن آن بین دو قطبشگر ،تغییرات شدت نور را بررسی کنید.

- حال مرحله قبل را با استفاده از دو لایه سلفون تکرار کرده و نتیجه را بررسی کنید.

اگر سلفونهای معمول مانند یک لایه چسب نواری و یا یک لایه پوست بیسکویت را در نظر بگیریم، معمولاً برای طول موج وسط مرئی، این تیغه نیم موج قطبش اولیه را 90 درجه می چرخاند و در نتیجه در محلی که سلفون در زاویه ی 45 درجه نسبت به محورهای قطبشگر قرار گرفته، شدت نور زیادی خارج می شود بطوریکه گویی قطبشگرها عمود برهم  نیستند. با دو برابر کردن ضخامت سلفون یعنی با افزودن یک لایه ی دیگر به سلفون قبلی، وضعیت تغییر می کند. چون همانطور که یک لایه سلفون، تیغه ی نیم موج را تداعی می کند ،دو لایه سلفون نیز مانند یک تیغه ی تمام موج عمل می کند. در نتیجه چنین حالتی وضعیت عبور را عوض می کند. علت دیدن رنگهای مختلف در ضخامتهای مختلف سلفون کمی پیچیده است. اما فقط می توان گفت که برای یک لایه سلفون بین دو قطبشگر، شدت نور زیادی خارج می شود بطوریکه نور خروجی سفید و شفاف است ولی اگر دو لایه سلفون داشته باشیم،رنگ نور خروجی ارغوانی خواهد بود. به همین ترتیب اگر سه یا چهار یا .... لایه و در نتیجه ضخامتهای مختلفی داشته باشیم، رنگ نورهای خروجی متفاوت خواهد بود.


سؤال و نکته:

- آیا می توانید ارتباطی بین تعداد لایه های سلفون و رنگ ایجاد شده برقرار کنید؟

- سلفونهای مختلف را بررسی کرده و ببینید که آیا تفاوتی بین آنها وجود دارد یا خیر؟

- اگر به جای سلفون شیشه ی شفافی را استفاده کنیم تغییری در شدت نور خروجی ایجاد نشده و نوری خارج نمی شود. در چه حالت دیگری ممکن است که چنین حالتی ایجاد شود؟

- می توانید ظروف شیشه ای مثل لیوان را بین دو قطبشگر عمود بر هم امتحان کنید. از این پدیده برای تست تنش در ظروف استفاده می شود.


به چه کار می آید:

بررسی همسانگرد بودن محیطهای مختلف

تغییر قطبش نور برای عبور یا عدم عبور از یک پنجره

تست تنش در ظروف شیشه ای


سؤال پیشنهاد ونکته:

- چرا خروجی پس از قرار دادن تیغه‌ی نیم موج تاریک نیست؟

- پلاروید دوم را بچرخانید. آیا حالتی وجود دارد که هیچ نوری عبور نکند؟ چرا؟

- پلاروید ها را بر هم عمود کنید و تیغه‌ی نیم موج را بچرخانید. آیا حالت تاریک وجود دارد؟چند حالت تاریک؟ چرا؟


آزمایشهای مرتبط:

چرا دو پنجره شفاف، روی هم تاریک دیده میشوند؟

 


بیشتر بدانید:

قطبش

 

 

 

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info