Samenvatting fysica voor biom. onderzoek hoofdstuk 27

Hoofdstuk 27: Polarisatie
Toepassingen
 Detecteren van huidkanker door middel van gepolariseerd licht

Deel van licht gaat onder huid en wordt op
onderste lagen gereflecteerd
Weerkaatsing wordt verstoord door reflectie
bovenste huidlagen + invallend licht
Polarisator en camera zitten in werkelijke
machine ingebouwd in éénzelfde apparaat
I ¿/ ¿−I
Intensiteit I =
loodrecht
 ¿
I ¿/ ¿+I
loodrecht
¿
o Kankervlek net onder huidlaag wordt zichtbaar
 Sproetjes kunnen gecontroleerd worden
 Indien er in de dieper huidlaag geen teken meer van vlekje is
→ sproet, anders kankervlekje

Polarisatie
 Licht is een transversale golf
o ⃗ E en ⃗
B staan loodrecht op de voortplantingsrichting
 Vectoren liggen in 1 vlak (vlak trillingen en elektrisch veld)
 Trillingen in zelfde richting als elektrisch veld
→ lineaire polarisatie
o Transversale golven kunnen gepolariseerd worden
 Lineaire polarisatie
 Natuurlijk licht kent geen polarisatie want zelfde richting wordt niet voldaan
 E vector kan opgesplitst worden in 2 onderling loodrechte trillingen
Elke ⃗
o Een x- en een y-component




 Via een polarisator kan de trillingsrichting geselecteerd worden
 Indien polarisatierichting in y-richting worden enkel vectoren in
zelfde richting doorgelaten
 Analysator doet zelfde als een polarisator
 Indien analysator volgens x-as → α =90 °
o Als polarisator loodrecht op analysator staat zal er geen licht
doorkomen
o Manier om hoek van katalysator te gaan bepalen

, Intensiteit na polarisatie
Intensiteit na doorgang door polarisator

 Veronderstel ongepolariseerd licht met intensiteit I 0 en intensiteit Ip na doorgang door
polarisator
o Intensiteit wordt bepaald door het oppervlak van elektrisch veld (A²)
o Nog maar de helft van het ongepolariseerd licht blijft over → halvering van
intensiteit
1
 Ip = I0
2
Intensiteit na doorgang door analysator

 Indien de hoek tussen A en P gelijk is aan 0° → IA = Ip
o Indien de hoek tussen A en P gelijk is aan 90° → IA = 0
 De analysator staat onder een willekeurige hoek α
o Intensiteit IA = Ipcos α ² (Wet van Malus)

Voorbeeldoefening: ongepolariseerd licht gaat achtereenvolgens door 3 lineaire polarisators (P 1,P2 en
P3). De polarisators maken telkens een hoek van 45° met elkaar. Wat is de intensiteitsreductie van
het licht na doorgang door de drie polarisators

 Van P1 naar P2 krijgen we een halvering van de polarisatie.
 Van de middelste naar de laatste krijgen we een hoekverschil van α
o Intensiteit IA gelijk is aan Ip cos α ² .

1 3 1
In totaal hebben we dus 3 keer een halvering ()
2
=
8
 Stel dat middelste polarisator weg gehaald zou worden krijgen we een hoekverschil van 90°
en zien we dus geen licht meer doorschijnen




Polarisatie door reflectie
 Lichtbron stuurt ongepolariseerd licht uit naar een medium
o Straling valt in van een optisch ijl naar optisch dicht medium
o Natuurlijke lichtbron is niet gepolariseerd
 Virtuele opsplitsing maken van de polarisatie
 Een σ - component (loodrecht op het vlak)
 Een π -segment (in het vlak)
 Gereflecteerde licht is gedeeltelijk gepolariseerd
o Onder een bepaalde hoek is polarisatie π -component verdwenen = Brewsterhoek
 Indien som gereflecteerde en brekingshoek gelijk is aan 90°
→ volledig gepolariseerde weerkaatsing
 Bij invallen gepolariseerd licht krijgen we geen reflectie en is gebroken straal volledig
gepolariseerd