Czego oczy (zwykle) nie widzą - polaryzacja światła

W dniach 30.04-9.05.2009 współprowadziłem warsztaty KFnrD (www) w ramach licealnego obozu ogólnorozwojowego w Świdrze.

Temat

Czego oczy (zwykle) nie widzą - polaryzacja światła
(fizyka teoretyczna i doświadczalna, matematyka, programowanie i… fotografia)

Prowadzący

dr Rafał Demkowicz-Dobrzański, dr hab. Konrad Banaszek (UMK w Toruniu)
Aleksander Kubica, Przemysław Bienias, Piotr Migdał (MISMaP UW)

Uczestnicy

Kaja Cegiełka, Jakub Chęciński, Michał Fita, Dominik Krzemiński, Robert Pisarczyk, Tomek Smołka

Konspekt warsztatów

  • Polaryzacja światła
  • Wektor Jonesa
  • Macierze: polaryzatora, płytki falowej
  • Dwójłomność, aktywność optyczna
  • Kryptografia kwantowa
  • Obsługa programu MATLAB (darmowym i otwartym odpowiednikiem jego jest Octave)
  • Ekstrakcja polaryzacji ze zdjęć
  • Transformacja polaryzacji w światłowodzie

Zadania i problemy

  • Napisać program, który z 4 zdjęć zrobi tabelkę, w której dla każdego koloru mamy trzy parametry $( J,s_x,s_z)$ (przy tej konwencji $\sqrt{s_x^2+s_z^2}\leq1$).
    • Wyciągnąć osobno samo światło spolaryzowane (czyli $J \sqrt{s_x^2+s_z^2}$) i - niespolaryzowane (reszta).
    • Napisać nakładkę, która symuluje działanie polaryzatora - t.j. w czasie rzeczywistym można ustawiać jego kąt oraz efektywność.
    • Do uzyskania wyniku potrzeba tylko 3 zdjęć. Obliczając różne parametry na 4 róże sposoby, wyliczyć wariancję pomiarów (osobno dla każdego piksela).
  • (Jeśli jesteś w posiadaniu aparatu cyfrowego). Dla danych ustawień (migawka, przesłona, czułość) zbadaj jak zależy wartość piksela od natężenia światła.
  • Zaproponować jak usprawnić robienie 4 zdjęć z różnymi ustawieniami polaryzatora.

Uwagi

Gdy odzyskujemy polaryzacje z kilku zdjęć, należy uważać na

  • przesunięcia,
  • czasy naświetlania i czułości (gdy np. jedno zdjęcie z serii zrobiło się na czasie 2x dłuższym, należy go podzielić przez 2).

Literatura

O sferze Blocha, obrotach itp (uwaga: czasem zamiast sfery Blocha mówią o sferze Poincare; z grubsza to są identyczne obiekty, jedynie mają inaczej ustawione osie):

Fajna graficzna demonstracja (polecam ściągnąć sobie Mathematica Player)
http://demonstrations.wolfram.com/LightPolarizationAndStokesParameters/

Kilka moich linków odnośnie do polaryzacji światłą znajduję się
http://delicious.com/stared/polarization
http://delicious.com/stared/swider2009

Materiały

Kontakt

W razie jakichkolwiek pytań - moc.liamg|ladgimp#moc.liamg|ladgimp.

Strona będzie się rozwijać, jeśli powstanie na to zapotrzebowanie.

PS: Jak zwykle polecam Feynmana wykłady z fizyki, jeśli ktoś ich jeszcze nie czytał.

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 License