Sự phân cực ánh sáng

1
SỰ PHÂN CỰCÁNH SÁNG
Tác giả: Phùng Thị Sinh
2
Nội dung
ÁNH SÁNG TỰ NHIÊN – ÁNH SÁNG PHÂN CỰC
Ánh sáng tự nhiên
Ánh sáng phân cực
Định lý Maluýt về sự truyền ánh sáng qua bản Tuốtmalin
CÁC HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG
Sự phân cực do lưỡng chiết
Sự phân cực do phản xạ và khúc xạ
Sự phân cực do hấp có phương ưu tiên
SỰ QUAY MẶT PHẲNG PHÂN CỰC ÁNH SÁNG
Định nghĩa
Chất quang hoạt
Các định luật Biot về hiện tượng phân cực quay
Ứng dụng của hiện tượng phân cực quay
3
1. Ánh sáng tự nhiên
Theo thuyết điện tử về ánh sáng: các nguyên tử phát ra ánh sáng dưới dạng những đoàn sóng điện từ nối tiếp nhau. Mỗi đoàn sóng này có véctơ E ? tia sóng.
4
1. Ánh sáng tự nhiên
Do tính chất chuyển động hỗn loạn của chuyển động bên trong các nguyên tử, nên đoàn sóng do 1 nguyên tử phát ra có thể dao động theo những phương khác nhau xung quanh tia sóng.
5
1. Ánh sáng tự nhiên
Vậy: ánh sáng tự nhiên là ánh sáng trong đó véctơ cường độ điện trường dao động một cách đều đặn theo tất cả mọi phương vuông góc với tia sóng

6
2. Ánh sáng phân cực
Khi ánh sáng tự nhiên đi qua một môi trường bất đẳng hướng về mặt quang học (như thạch anh.), do tác dụng của môi trường lên ánh sáng đó có thể làm cho các véctơ chỉ còn dao động theo một phương xác định được gọi là ánh sáng phân cực thẳng hay ánh sáng phân cực toàn phần.
7
2. Ánh sáng phân cực
Vậy hiện tượng biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực một phần hoặc toàn phần gọi là hiện tượng phân cực ánh sáng.
8
3. Định lý Maluýt
Giả sử có một bản tinh thể tuốcmalin dày T1 có các mặt song song với một phương đặc biệt ?1 trong bản gọi là quang trục của tinh thể. Cho ánh sáng tự nhiên rọi vuông góc với mặt bản
9
3. Định lý Maluýt
Khi nghiên cứu tác dụng của bản T1 lên ánh sáng tự nhiên:

nằm theo phương của quang trục
nằm theo phương vuông góc với quang trục
Thực nghiệm cho thấy ? ? bị Tuốcmalin hấp thu hết.
10
3. Định lý Maluýt
Định lý Maluýt về phân cực ánh sáng:
Lấy bản Tuốcmalin T2 đặt sau T1, gọi x là góc hợp với hai quang trục ?1 và ?2..
Gọi a1 là biên độ của véctơ dao động ánh sáng trong ánh sáng phân cực toàn phần sau T1.
Gọi a2 là biên độ của véctơ dao động ánh sáng trong ánh sáng phân cực toàn phần sau T2.

11
3. Định lý Maluýt



Khi ?1 //� ?2 ? (x = 0) thì I2 = I1max = I1
Khi ?1 ? ?2 ? thì ? = ?/2 thì I2 = I2min = 0
Sau T2 tối hoàn toàn.
12
3. Định lý Maluýt
13
3. Định lý Maluýt
14
3. Định lý Maluýt
Định lý :
Khi một chùm ánh sáng tự nhiên truyền qua 2 bản tuốcmalin dày có các quang trục ?1 và ?2 hợp với nhau một góc ? thì cường độ của ánh sáng nhận được sau 2 bản đó tỷ lệ thuận với
+ Bản T1 biến đổi ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực được gọi là bản phân cực ánh sáng.
+ Bản T2 phân tích cho biết ánh sáng tới nó là ánh sáng phân cực hay ánh sáng tự nhiên được gọi là bản phân tích ánh sáng.
15
4. Sự phân cực do lưỡng chiết
Khi nghiên cứu các tinh thể đơn trục (có 1 trục đối xứng) người ta phát hiện tinh thể băng lan (canxi carbonat CaCo3).
Đường chéo AA1 gọi là quang trục của tinh thể.
16
4. Sự phân cực do lưỡng chiết
Giả sử có1 tia sáng tự nhiên SI rọi ? với mặt bên của tinh thể. Tại I, tia tối SI tách thành 2 tia khúc xạ:
- Tia ZR1 tuân theo định luật khúc xạ của Descar được gọi là tia thường O.
- Tia ZR2 không tuân theo định luật khúc xạ được gọi là tia bất thường e.
17
4. Sự phân cực do lưỡng chiết
Tính chất của tia thường và bất thường:
- Sở dĩ tia thường và tia bất thường có độ lệch khác nhau trong tinh thể do băng lan có chiết suất khác nhau đối với chúng
- nO = 1,658 không phục thuộc vào phương truyền của tia đó trong tinh thể.

18
4. Sự phân cực do lưỡng chiết
- Vận tốc của tia thường trong tinh thể:
nO = c/n0 cũng không phụ thuộc vào phương truyền của tia đó.
ne = 1,658 theo phương AA1.
? ne = c/ne phụ thuộc vào phương truyền AA1.
19
5. Sự phân cực do phản xạ và khúc xạ
Một tia sáng tự nhiên đến đập lên mặt phân cách hai môi trường dưới một góc i; một phần tia bị phản xạ lại môi trường 1 còn một phần khác khúc xạ vào môi trường 2. A�nh sáng phản xạ và khúc xạ từ 2 môi trường đều là ánh sáng phân cực không toàn phần. Độ phân cực phụ thuộc vào góc tối i. Khi i thay đổi ? mức độ phân cực của tia phản xạ thay đổi, khi i = ib
20
5. Sự phân cực do phản xạ và khúc xạ



Tia phản xạ trở thành phản xạ toàn phần.
Chú ý: tia khúc xạ không bao giờ là phân cực toàn phần
21
6. Sự phân cực do hấp thụ có phương ưu tiên
Đối với một số tinh thể ngoài hiện tượng phân cực do lưỡng chiết, còn có hiện tượng phân cực do hấp thu một trong hai chùm tia: thường và bất thường.
Ví dụ: Tuốcmalin, thạch anh. (hấp thu toàn bộ tia thường, cho tia bất thường đi qua
22
7. Định nghĩa
Các tinh thể đơn trục và một số chất vô định hình có thể làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng phân cực toàn phần truyền qua chúng.
Định nghĩa:
Hiện tượng ánh sáng sau khi truyền qua một môi trường vật chất thì mặt phẳng dao động của nó bị lệch khỏi phương ban đầu gọi là hiện tượng phân cực quay.
23
8. Chất quang hoạt
Những chất có tác dụng làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng gọi là chất quang hoạt.
Chia 2 loại:
- Chất làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng theo chiều kim đồng hồ gọi là chất hữu triền ? > 0
- Chất làm mặt phẳng phân cực của ánh sáng quay ngược chiều kim đồng hồ gọi là chất triền ? < 0, ví dụ Freitoza
24
9. Các định luật Biot về hiện tượng phân cực quay

a). Định luật Biot 1:
Đối với chất rắn "góc quay cực tỷ lệ thuận với khối lượng riêng và bề dày l của lớp chất mà ánh sáng truyền qua"
? = [?] ? . l
[?] hệ số tỷ lệ (năng suất quay cực) phụ thuộc vào bản chất của chất quang hoạt.
? : khối lượng riêng
l: bề dày
25
9. Các định luật Biot về hiện tượng phân cực quay

Đối với dung dịch:
? = [?] . c. l
c: nồng độ dung dịch (%) (g/100ml)
l (dm)
[?] phụ thuộc bản chất của chất quang hoạt và phụ thuộc vào nhiệt độ
Lấy ? = 589 nm
TO = 20 = 25Oc
26
9. Các định luật Biot về hiện tượng phân cực quay
b). Định luật Biot 2:
Cho 1 hỗn hợp chất quang hoạt:
"Góc quay tổng cộng của hỗn hợp chất tan bằng tổng đại sáo những góc quay do nhiều chất tan gây ra"
A ?1 = [?1] c1 l
B ?2 = [?2] c2 l
C ?3 = [?3] c3 l
? = ?1 + ?2 + ?3 .. + ?n
27
9. Các định luật Biot về hiện tượng phân cực quay
c). Định luật Biot 3 :
"Năng suất quay cực riêng tỷ lệ nghịch với bình phương độ dài sóng"

a là hệ số tỷ lệ
28
10. Ứng dụng của hiện tượng phân cực quay
Trong sản xuất sử dụng định luật Biot để xác định % đường nguyên chất có trong đường.
Trong ngành dược: [?]D giúp ta xác định định tính vật chất.
29
Trình bày
Phùng Thị Sinh
Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh
Email: ptsinh.yds.edu.vn
------------------------------------------------