Поляризаційні призми та поляроїди.
Для роботи з поляризованим світлом використовують призми і поляроїди. Призми поділяються на:
1. поляризаційні призми, котрі дають тільки плоскополяризовані промені.
2.двоякозаломлюючі призми, котрі дають два взаємно перпендикулярні поляризовані промені.
Поляризаційні призми побудовані за принципом повного відбивання одного з променів від межі розділу. Тоді як другий промінь проходить через цю межу.
Прикладом поляризаційних призм є при призма Ніколя (ніколь), рис. 6.
Рис.6
Ніколь являє собою подвійну призму з ісландського шпату склеєну канадським бальзамом з n =1,55 вздовж лінії АВ. На передній грані АС призми природний промінь, паралельний ребру СВ, роздвоюється на два промені: звичайний (n о =1,66) і незвичайний (n е =1,51). При певному куті падіння для звичайного променя відбувається явище повного відбивання (канадський бальзам для нього є середовищем оптично менш густим), а потім поглинається зачорненою боковою поверхнею СВ. Незвичайний промінь виходить з кристалу паралельно падаючому променю, незначно зміщеному відносно нього.
В двоякозаломлюючих призмах використовують різницю в показниках заломлення звичайного і незвичайного променів, щоб розвести їх якомога подалі один від одного. Прикладом може бути призма створена з двух призм з ісландського шпату, які мають взаємно перпендикулярні оптичні осі (рис.7)
Рис.7
Двоякозаломлюючі кристали, які мають властивість різного поглинання світла залежно від орієнтації світлового вектора, називають дихроїчними кристалами, а саме явище називається дихроїзмом. Приклад дихроїчного кристалу –турмалін. В ньому уже при товщині 1 мм повністю поглинається звичайний промінь і виходить лише незвичайний промінь. Явище дихроїзму використовують для створення поляроїдів. Поляроїд являє собою - тонку плівку з целулоїда в яку вкраплена кристалики герапатиту (сірчанокислий йод-хінін). Герапатит є двоякозаломлююча речовина з сильно вираженим дихоїзмом. При товщині плівки 0,1 мм повністю поглинається звичайні промені видимої облатсі спектра. Тобто, є дуже досконалим поляризатором. Переваги поляроїдів перед призмами наступні: є можливість виготовляти їх з великою площею. Недоліки – ступінь поляризації в них сильніше залежить від довжини хвилі, ніж в призмах, менша на 30% прозорість, менш термостійкі. Поляроїди можна використовувати для захисту від осліплючої дії сонячних променів або фар зустрічного автотранспорту. Явище подвійного заломлення можна використовувати для мінералогічного аналізу, застосовуючи поляризаційні мікроскопи і т. інше.
Штучна оптична анізотропія. Ефект Керра.
Явище подвійного променезаломлення спострігається в природних анізотропних середовищах. Але анізотропні середовища можна створити штучно. Оптичні ізотропні середовища можуть стати анізотропними під дією стиску або розтягу, електричного поля, магнітного поля. Розглянемо дію електричного поля на рідини. Це еффект Керра. В цьому випадку речовина набуває властивості одноосного кристалу, оптична вісь, якого співпадає з напрямом електричного поля. Мірою виниклої анізотропії слугує різниця показників заломлення звичайного і незвичайного променів в напрямі перпендикулярному до оптичної осі.
,
де k- стала, що характеризує речовину, Е – напруженість електричного поля.
Схема установки для спостереження ефекта Керра в рідинах приведена на рис. 8.
Рис.8
На рис.8 комірка Керра- кювета з рідиною (наприклад, нітробензол), в яку введені пластини конденсатора, розташовується між зхрещеними поляризатором Р і аналізатором А. При відсутності електричного поля світло через систему не проходить. При накладанні електричного поля рідина стає двоякозаломлюючою. При зміні різниці потенціалів між електродами змінюється ступінь анізотропії і відповідно інтенсивності світла, що проходить через аналізатор. На шляху l (довжина кювети) між звичайним і незвичайним променями виникає оптична різниця ходу
Для різниці фаз
,
де 
– стала Керра, k
Ефект Керра – оптична анізотропія речовини під дією електричного поля – пояснюється різною поляризованістю молекул рідини по різним напрямкам. Це явище практично безінерційне (10-10с). Тому комірка Керра є ідеальним світловим затвором і застосовується при швидкопротікаючих процесах (звукозапис і відтворення звуку, швидкісні фото- і кінозйомки, вивченні швидкості розповсюдження свіла і т. інше), оптичній локації, оптичній телефонії.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 13; | Поделиться с друзьями:
|
Мы поможем в написании ваших работ!
