Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Sự phân cực ánh sáng - Phùng Thị Sinh

1 
 SỰ PHÂN CỰCÁNH SÁNG 
Taùc giaû: Phuøng Thò 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 thuyeát ñieän töû veà aùnh saùng: caùc nguyeân töû phaùt ra aùnh saùng döôùi daïng nhöõng ñoaøn soùng ñieän töø noái tieáp nhau. Moãi ñoaøn soùng naøy coù veùctô E  tia soùng. 
Tia saùng 
E 
4 
1. Ánh sáng tự nhiên 
 Do tính chaát chuyeån ñoäng hoãn loaïn cuûa chuyeån ñoäng beân trong caùc nguyeân töû, neân ñoaøn soùng do 1 nguyeân töû phaùt ra coù theå dao ñoäng theo nhöõng phöông khaùc nhau xung quanh tia soùng. 
5 
1. Ánh sáng tự nhiên 
 Vaäy: aùnh saùng töï nhieân laø aùnh saùng trong ñoù veùctô cöôøng ñoä ñieän tröôøng dao ñoäng moät caùch ñeàu ñaën theo taát caû moïi phöông vuoâng goùc vôùi tia soùng 
Phöông truyeàn aùnh saùng (tia soùng) 
6 
2. Ánh sáng phân cực 
 Khi aùnh saùng töï nhieân ñi qua moät moâi tröôøng baát ñaúng höôùng veà maët quang hoïc (nhö thaïch anh), do taùc duïng cuûa moâi tröôøng leân aùnh saùng ñoù coù theå laøm cho caùc veùctô 	 chæ coøn dao ñoäng theo moät phöông xaùc ñònh ñöôïc goïi laø aùnh saùng phaân cöïc thaúng hay aùnh saùng phaân cöïc toaøn phaàn. 
7 
2. Ánh sáng phân cực 
 Vaäy hieän töôïng bieán aùnh saùng töï nhieân thaønh aùnh saùng phaân cöïc moät phaàn hoaëc toaøn phaàn goïi laø hieän töôïng phaân cöïc aùnh saùng. 
8 
3. Định lý Maluýt 
 Giaû söû coù moät baûn tinh theå tuoácmalin daøy T 1 coù caùc maët song song vôùi moät phöông ñaëc bieät  1 trong baûn goïi laø quang truïc cuûa tinh theå. Cho aùnh saùng töï nhieân roïi vuoâng goùc vôùi maët baûn 
D 
 
A 
B 
C 
9 
3. Định lý Maluýt 
 Khi nghieân cöùu taùc duïng cuûa baûn T 1 leân aùnh saùng töï nhieân: 
 	naèm theo phöông cuûa quang truïc 
	naèm theo phöông vuoâng goùc vôùi quang truïc 
 Thöïc nghieäm cho thaáy   bò Tuoácmalin haáp thu heát. 
10 
3. Định lý Maluýt 
Ñònh lyù Maluyùt veà phaân cöïc aùnh saùng: 
Laáy baûn Tuoácmalin T 2 ñaët sau T 1 , goïi x laø goùc hôïp vôùi hai quang truïc  1 vaø  2 .. 
Goïi a 1 laø bieân ñoä cuûa veùctô dao ñoäng aùnh saùng trong aùnh saùng phaân cöïc toaøn phaàn sau T 1 . 
Goïi a 2 laø bieân ñoä cuûa veùctô dao ñoäng aùnh saùng trong aùnh saùng phaân cöïc toaøn phaàn sau T 2 . 
11 
3. Định lý Maluýt 
Khi  1 //ø  2  (x = 0) thì I 2 = I 1max = I 1 
Khi  1   2  thì  =  /2 thì I 2 = I 2min = 0 
Sau T 2 toái hoaøn toaøn. 
 2 
 1 
a. 
12 
3. Định lý Maluýt 
T 2 
 2 
T 1 
 1 
b. Hai quang truïc  1 vaø  2 song song vôùi nhau 
13 
3. Định lý Maluýt 
T 1 
 1 
T 2 
 2 
c . Hai quang truïc  1 vaø  2 vuoâng goùc vôùi nhau 
14 
3. Định lý Maluýt 
Ñònh lyù : 
Khi moät chuøm aùnh saùng töï nhieân truyeàn qua 2 baûn tuoácmalin daøy coù caùc quang truïc  1 vaø  2 hôïp vôùi nhau moät goùc  thì cöôøng ñoä cuûa aùnh saùng nhaän ñöôïc sau 2 baûn ñoù tyû leä thuaän vôùi 
+ Baûn T 1 bieán ñoåi aùnh saùng töï nhieân thaønh aùnh saùng phaân cöïc ñöôïc goïi laø baûn phaân cöïc aùnh saùng. 
+ Baûn T 2 phaân tích cho bieát aùnh saùng tôùi noù laø aùnh saùng phaân cöïc hay aùnh saùng töï nhieân ñöôïc goïi laø baûn phaân tích aùnh saùng. 
15 
4. Sự phân cực do lưỡng chiết 
Khi nghieân cöùu caùc tinh theå ñôn truïc (coù 1 truïc ñoái xöùng) ngöôøi ta phaùt hieän tinh theå baêng lan (canxi carbonat CaCo3). 
Ñöôøng cheùo AA 1 goïi laø quang truïc cuûa tinh theå. 
Tia O 
Tia R 
R 1 
R 2 
S 
I 
16 
4. Sự phân cực do lưỡng chiết 
Giaû söû coù1 tia saùng töï nhieân SI roïi  vôùi maët beân cuûa tinh theå. Taïi I, tia toái SI taùch thaønh 2 tia khuùc xaï: 
- Tia ZR 1 tuaân theo ñònh luaät khuùc xaï cuûa Descar ñöôïc goïi laø tia thöôøng O. 
- Tia ZR 2 khoâng tuaân theo ñònh luaät khuùc xaï ñöôïc goïi laø tia baát thöôøng e. 
17 
4. Sự phân cực do lưỡng chiết 
Tính chaát cuûa tia thöôøng vaø baát thöôøng: 
- Sôû dó tia thöôøng vaø tia baát thöôøng coù ñoä leäch khaùc nhau trong tinh theå do baêng lan coù chieát suaát khaùc nhau ñoái vôùi chuùng 
- n O = 1,658 khoâng phuïc thuoäc vaøo phöông truyeàn cuûa tia ñoù trong tinh theå. 
18 
4. Sự phân cực do lưỡng chiết 
- Vaän toác cuûa tia thöôøng trong tinh theå: 
n O = c/n 0 cuõng khoâng phuï thuoäc vaøo phöông truyeàn cuûa tia ñoù. 
ne = 1,658 theo phöông AA 1 . 
 n e = c/n e phuï thuoäc vaøo phöông truyeàn AA 1 . 
19 
5. Sự phân cực do phản xạ và khúc xạ 
	Moät tia saùng töï nhieân ñeán ñaäp leân maët phaân caùch hai moâi tröôøng döôùi moät goùc i; moät phaàn tia bò phaûn xaï laïi moâi tröôøng 1 coøn moät phaàn khaùc khuùc xaï vaøo moâi tröôøng 2. Aùnh saùng phaûn xaï vaø khuùc xaï töø 2 moâi tröôøng ñeàu laø aùnh saùng phaân cöïc khoâng toaøn phaàn. Ñoä phaân cöïc phuï thuoäc vaøo goùc toái i. 	Khi i thay ñoåi  möùc ñoä phaân cöïc cuûa tia phaûn xaï thay ñoåi, khi i = i b 
20 
5. Sự phân cực do phản xạ và khúc xạ 
Tia phaûn xaï trôû thaønh phaûn xaï toaøn phaàn. 
Chuù yù: tia khuùc xaï khoâng bao giôø laø phaân cöïc toaøn phaàn 
I 
S 
N 
i 1 = i B 
i 2 
Thuûy tinh 
Khoâng khí 
T 
21 
6. Sự phân cực do hấp thụ có phương ưu tiên 
 Ñoái vôùi moät soá tinh theå ngoaøi hieän töôïng phaân cöïc do löôõng chieát, coøn coù hieän töôïng phaân cöïc do haáp thu moät trong hai chuøm tia: thöôøng vaø baát thöôøng. 
 Ví duï: Tuoácmalin, thaïch anh (haáp thu toaøn boä tia thöôøng, cho tia baát thöôøng ñi qua 
22 
7. Định nghĩa 
 Caùc tinh theå ñôn truïc vaø moät soá chaát voâ ñònh hình coù theå laøm quay maët phaúng phaân cöïc cuûa aùnh saùng phaân cöïc toaøn phaàn truyeàn qua chuùng . 
Ñònh nghóa: 
Hieän töôïng aùnh saùng sau khi truyeàn qua moät moâi tröôøng vaät chaát thì maët phaúng dao ñoäng cuûa noù bò leäch khoûi phöông ban ñaàu goïi laø hieän töôïng phaân cöïc quay. 
23 
8. Chất quang hoạt 
 Nhöõng chaát coù taùc duïng laøm quay maët phaúng phaân cöïc cuûa aùnh saùng goïi laø chaát quang hoaït. 
Chia 2 loaïi: 
- Chaát laøm quay maët phaúng phaân cöïc cuûa aùnh saùng theo chieàu kim ñoàng hoà goïi laø chaát höõu trieàn  > 0 
- Chaát laøm maët phaúng phaân cöïc cuûa aùnh saùng quay ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà goïi laø chaát trieàn  < 0, ví duï Freitoza 
24 
9. Các định luật Biot về hiện tượng phân cực quay 
a). Ñònh luaät Biot 1 : 
 Ñoái vôùi chaát raén “goùc quay cöïc tyû leä thuaän vôùi khoái löôïng rieâng vaø beà daøy l cuûa lôùp chaát maø aùnh saùng truyeàn qua” 
	  = [  ]  . l 
[  ] heä soá tyû leä (naêng suaát quay cöïc) phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa chaát quang hoaït. 
	  : khoái löôïng rieâng 
	l: beà daøy 
25 
9. C ác định luật Biot về hiện tượng phân cực quay 
 Ñoái vôùi dung dòch: 
	  = [  ] . c. l 
	c: noàng ñoä dung dòch (%) (g/100ml) 
	l (dm) 
	[  ] phuï thuoäc baûn chaát cuûa chaát quang hoaït vaø phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä 
	Laáy 	  = 589 nm 
	T O = 20 = 25 O c 
26 
9. C ác định luật Biot về hiện tượng phân cực quay 
 b). Ñònh luaät Biot 2 : 
 Cho 1 hoãn hôïp chaát quang hoaït: 
“Goùc quay toång coäng cuûa hoãn hôïp chaát tan baèng toång ñaïi saùo nhöõng goùc quay do nhieàu chaát tan gaây ra” 
A	  1 = [  1 ] c 1 l 
B	  2 = [  2 ] c 2 l 
C	  3 = [  3 ] c 3 l 
 =  1 +  2 +  3 . +  n 
27 
9. C ác định luật Biot về hiện tượng phân cực quay 
 c). Ñònh luaät Biot 3 : 
 “Naêng suaát quay cöïc rieâng tyû leä nghòch vôùi bình phöông ñoä daøi soùng” 
a laø heä soá tyû leä 
28 
10. Ứng dụng của hiện tượng phân cực quay 
 Trong saûn xuaát söû duïng ñònh luaät Biot ñeå xaùc ñònh % ñöôøng nguyeân chaát coù trong ñöôøng. 
 Trong ngaønh döôïc: [  ] D giuùp ta xaùc ñònh ñònh tính vaät chaát. 
29 
Trình bày Phùng Thị Sinh 
Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh 
Email: ptsinh.yds.edu.vn 
------------------------------------------------