Двойное лучепреломление.
Двойное лучепреломление — это способность прозрачных кристаллов (кроме оптически изотропных кристаллов кубической системы) раздваивать каждый падающий на них световой пучок. Это явление объясняется особенностями распространения света в анизотропных средах и непосредственно вытекает из уравнений Максвелла.
Если на кристалл направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенныхлуча параллельных друг друга и падающему лучу. Даже в том случае, когда пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделяется на два: один из них является продолжением первичного (называется обыкновенным (o)), а второй отклоняется (называется необыкновенным (e)).
Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, называется оптической осью кристалла. Плоскость, проходящая через направление луча света и оптическую ось кристалла называется главной плоскостьюкристалла.
о- и e- лучи плоскополяризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях: колебания светового вектора в о- луче происходят перпендикулярно главной плоскости, в е- луче — в главной плоскости. о- луч распространяется по
всем направлениям кристалла с одинаковой скоростью υ 0 = c 
n 0: показатель преломления n 0 для него есть величина постоянная. е- лучи распространяются по различным направлениям с разными скоростями υe = c ne: показатель преломления ne необыкновенного луча является переменной величиной, зависящей от направления луча.
|
|
|
А.Н.Огурцов. Лекции по физике. Оптика
6–22
преимущественным направлением колебаний вектора E r. r
Плоскополяризованный свет — свет в котором вектор E колеблется
только в одной, проходящей через луч плоскости (рис. (в) на предыдущей странице и рис. (а) и (б) на этой). Эта плоскость называется
плоскостью поляризации. r
Если концы вектора E с течением времени описывают в плоскости, перпендикулярной лучу,
окружность или эллипс (рис. (в)), то свет называется циркулярно или
| эллиптически поляризованным. | I max − I min | ||
| Степенью поляризации называется величина P: | P = | ||
| I max + I min | |||
| где I max и I min — соответственно, максимальная и минималь- | |||
ная интенсивности частично поляризованного света. Для естественного света I max = I min и P = 0, для плоскополяризованного I min = 0 и P = 1.
Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный, используя так называемые поляризаторы, пропускающие колебания только определенного направления. В качествеr поляризаторов используются среды,
|
|
|
анизотропные в отношении колебаний E.
Закон Малюса.
Пропустим естественный свет с интенсивностью Iест через поляризатор T 1.
Колебание амплитуды A, совершающееся в плоскости, образующей с плоскостью поляризатора угол ϕ, можно разложить на два
| колебания | с | амплитудами | A // = A cos ϕ | и | A ⊥ = A sin ϕ. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Интенсивность | прошедшей | волны | пропорциональна | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A 2 = A 2 cos2 ϕ | . | В естественном | свете | все | значения | ϕ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| // | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| равновероятны, поэтому доля света, прошедшего через | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| поляризатор, будет равна среднему значению | cos2 ϕ = 12, а | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| через первый поляризатор T | : | I | = | Iест | . | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iест | Поставим на | пути плоскополяризованного | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I 0 | ψ | света второй поляризатор T 2 | (анализатор) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| под углом ψ к первому. | Интенсивность | I | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I 0cos2 ψ | света, | прошедшего | через | анализатор, | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Т1 | меняется в зависимости от угла ψ по закону | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Т2 | Малюса: | I = I 0 cos2 ψ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Следовательно, интенсивность света, прошедшего через два | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| поляризатора: I = | Iест cos2 ψ | . | Откуда | I max | = | Iест , | когда | поляризаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| параллельны и I min | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| = 0, когда поляризаторы скрещены. |
6–11
|
|
|
|
|
|
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!