11.3 โพลาไรเซชัน

1. 11.3 โพลาไรเซชัน • จะเกิดขึ้นได้กับคลื่น ตามขวาง ทิศทางการสั่นของ สนามไฟฟ้า เรียกว่า เป็นทิศการสั่น ของ โพลาไรเซชัน (Direction of Polarization)

2. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นคลื่นตามขวาง เกิดจากการแกว่งกวัดของสนามแม่เหล็ก และสนามไฟฟ้ าในทิศที่ตั้งฉากกันและตั้ง ฉากกับทิศการเคลื่อนที่คลื่น

3. แสงธรรมดาเป็นแสงไม่โพลาไรซ์ จะมีเวกเตอร์ ที่สั่นหลายทิศ • ซึ่งสามารถ แแตก เป็น องค์ประกอบ ในแนว X และ Y ได้

4. 11.3.1 การโพลาไรเซซันโดยวิธีการไดโครอิก • วิธีการไดโครอิก (dichroism) เป็นการท ำ ให้ เกิดการโพลาไรซ์ โดยใช้วัสดุหรือสารบางอย่าง มาดูดกลืนองค์ประกอบหนึ่ง ของเวกเตอร์ • ผลึกบางชนิด เช่น ผลึกทัวร์มาลีน (tourmaline) ผลึกเฮอราพาไทต์ (herapathite) ซึ่งใช้ทำ แผ่นโพลารอยด์

5. กฏของมาลุส (Malus's law) คือความเข้มสูงสุดของแสงที่ผ่านตัววิเคราะห์

6. ข้อควรระวังในการใช้กฎของมาลุสข้อควรระวังในการใช้กฎของมาลุส • แสงที่จะนำมาคำนวณ ตามกฎ นี้ ต้อง เป็นแสง โพลาไรซ์ เท่านั้น • หากเป็น แสงปกติ ก็ต้องทำ ให้เป็นแสง โพลาไรซ์ ก่อน โดยใช้ แผ่นโพลารอยด์ ซึ่ง ความเข้มแสงจะลดลงครึ่งหนึ่ง

7. เปอร์เซ็นต์ของการโพลาไรซ์เปอร์เซ็นต์ของการโพลาไรซ์ • เป็นการตรวจวัด โดยหมุนตัววิเคราะห์ หาความเข้มสูงสุด และความเข้มตำ่ สุด แล้ว นำมา คำนวณ

8. P = 100% เป็นแสงโพลาไรซ์เชิงเส้น • P =0 ไม่เป็นแสงโพลาไรซ์

9. 11.3.2 การโพลาไรเซซันโดยการสะท้อน • มุมบริวสเตอร์(Brewster’s angle) คือ มุม ตกกระทบ มุมหนึ่งที่ทำ ให้แสงสะท้อน เป็นแสงโพลาไรซ์ เชิงเส้น 100% • โดยมีเงื่อนไขว่า

10. เมื่อ • คือ มุมโพลาไรซ์ (polarizing angle) หรือมุมบริวสเตอร์ (Brewster' angle) • คือ มุมที่แสงหักเห และจากกฏของสเนล เงื่อนไขนี้ นำ ไปสู่

11. ตัวอย่าง 15) ถ้าต้องการให้แสงปกติผ ่ า น เข้ามาใน รถได้เพียง 30% จะต้องเคลือบ กระจกรถด้วย ฟิลม ์โพลารอยด์อย่างน้อย ที่สุดกี่ชั้น และแต่ละชั้นจะต้องทำมุมกันเท่ าไร

12. 16) แผ่นโพลารอยด์ 3 แผ่น วางซ้อนกันอยู่โดย แผ่นแรกทำมุม 45o กับ แผ่นที่ 2 และแผ่นที่ 2 ทำมุม 45o กับแผ่นที่ 3 จงหาว่า แสงที่ทะลุ ผ่านไปได้ มีความเข้มเป็นสัดส่วน เท่า ไร ของแสงตก

13. 17) จงคำนวณหามุมตกที่ทำให้แสงสะท้อนบน ผ ิวแก้วที่มี n = 1.54 เป็นแสงโพลาไรซ์ 18) ถ ้าแสงสะท้อนเป็นแสงโพลาไรซ์ เมื่อแสง ปกติท ำมุมจาก 60o องศา จงหาดัชนีหักเหและมุมหักเห ของแก้ว

14. 11.3.3 การหักเหสองแนว (birefringence) • เกิดในสารพวกอสมลักษณ์ (anisotropic) • ความเร็วของแสงในทิศทางต่างๆ กันในผลึกนั้นไม่เท่ากัน • ทิศทางซึ่งคลื่นทั้งสองชุดนี้สัมผัสกัน เรียกว่า แกนทัศน์ (optic axis) (นั่นคือเมื่อคลื่นทั้งสองมีความเร็วเท่ากัน)

15. คลื่นที่เคลื่อนที่ไป 2 ชุด 1 . รังสีธรรมดา (ordinary ray) • เป็นคลื่น ทรงกลม • หน้าคลื่นของรังสี o คือเส้นที่ลากสัมผัส กับ คลื่นทรงกลม • มีการหักเหเป็นไปตามกฏของสเนล • ขึ้นกับno

16. 2. รังสีผิดธรรมดา (extraordinary ray) • เป็นคลื่นทรงรี (extraodinary ray) • หน้าคลื่นของรังสี e คือ เส้นที่ลากสัมผัสกับ คลื่นทรงรี • ไม่เป็นไปตามกฏของสเนล • ขึ้นกับne

17. รังสี o และรังสี e ในผลึกหักเหสองแนว ต่างเป็นแสงโพลาไรซ์เชิงเส้น

18. การโพลาไรซ์แบบวงกลมและวงรีการโพลาไรซ์แบบวงกลมและวงรี • เกิด จากการรวมแสงโพลาไรซ์ แบบเส้นตรง 2 ลำ • โดยที่แต่ละ ล ำมีการสั่นของเวกเตอร์ ในทิศทางตั้งฉากกัน

19. แสงโพลาไรซ์แบบวงกลม • ผลต่างเฟสของแสงโพลาไรซ์ แบบเส้นตรง 2 ลำ ที่มารวมกัน มีค่า เป็น • เมื่อ n เป็น เลขคี่

20. แสงโพลาไรซ์แบบวงรี • ผลต่างเฟสของแสงโพลาไรซ์ แบบเส้นตรง 2 ลำ ที่มารวมกัน มีค่า อื่นๆ ที่ไม่ใช่ จำนวนเท่าที่เป็นเลขคู่ของ

21. แสงโพลาไรซ์ แบบ เส้นตรง • ถ้า ผลต่างเฟสของแสงโพลาไรซ์ เป็น จำนวนเท่าของ จะเป็น โพลาไรซ์ แบบเส้นตรง เท่านั้น

22. แผ่นเสี้ยวคลื่น(quarter-wave plate) คือ ผลึกมีความหนาพอดีกับทำ ให้ผลต่างเฟส ของแสงที่ผ่านออกมาเป็นโพลาไรซ์ แบบวงกลม ( ผลต่างของเฟสของรังสี o และรังสี e เป็น )

23. แผ่นครึ่งคลื่น (half-wave plate) คือ ผลึกมีความหนาพอดีที่ทำ ให้ผลต่างเฟส ของ แสง (ความถี่ ค่าหนึ่ง) ที่ผ่านผลึก ออกมาเป็นโพลาไรซ์ แ บบเส้นตรง