3. Призма Николя. Поляроиды.

Известно, что кристалл исландского шпата не только делит луч на обыкновенный и необыкновенный, но и ещё поляризует оба луча во взаимно перпендикулярных плоскостях, напрашивается идея использовать этот кристалл для поляризации естественного света. Для этой цели из исландского шпата изготовлена призма Николя. ( рис. 6 ) Она состоит из двух компонент, представляющих собой две одинаковые треугольные призмы, склеенные канадским бальзамом. Канадский бальзам представляет собой смолу канадских хвойных деревьев, он обладает высокой прозрачностью, хорошими склеивающими свойствами и, что самое важное, его показатель преломления очень близок к показателю преломления стекла. Это позволяет снизить до минимума потери на внутреннее отражение на границе склеиваемых тел.

Как видно из рисунка, в призме Николя обыкновенный луч уничтожается, а необыкновенный проходит дальше. Таким образом, призма Николя будет поляризовать падающий на неё естественный свет. Но она может работать не только как поляризатор, но и как анализатор. Долгое время она была единственным прибором для поляризации света.

Но призма Николя являлась не только дорогой вещью, но и неудобной в эксплуатации. Прежде всего, она сильно ограничивала поле зрения, так как имела значительную толщину.

В связи с этим, были изобретены специальные устройства, которые называются поляроиды. Они представляют собой прозрачную основу (стекло, целлулоид), на которую наносится тонкая плёнка, состоящая из мелких кристалликов, ориентированных в одну сторону. При этом используются мелкие кристаллы турмалина или герапатита. Достоинство поляроидов – большая площадь поверхности и малая толщина, что делает их удобными в эксплуатации. К тому же поляроид значительно дешевле призмы Николя. Единственный недостаток поляроидов – лёгкое окрашивание белого цвета.

3. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

Существует ещё один способ поляризации света. Он заключается в том, что если естественный свет падает на границу двух полированных диэлектриков под определённым углом и при этом тангенс угла падения численно равен относительному показателю преломления двух сред, то отражённый луч полностью будет поляризован. Преломлённый же луч будет поляризован частично и при этом преимущественное направление плоскости поляризации преломлённого луча будет перпендикулярно плоскости поляризации отражённого луча. Вектор поляризации отражённого луча расположен параллельно отражающей поверхности (рис.7). При этом, отражённый и преломлённый лучи будут взаимно перпендикулярны.

При этом соблюдается соотношение:

tg  = n

Здесь  - угол Брюстера; n - относительный показатель преломления.

Это – закон Брюстера.

Следует учесть, что если свет на отражающую поверхность падает не под углом Брюстера, то отражённый луч будет поляризован частично. При падении естественного света на поверхность металла, поляризация света не происходит и если на поверхность металла падает поляризованный свет, то, отразившись от поверхности металла, он останется таким же поляризованным. Эта же закономерность наблюдается при отражении света от обычного зеркала, так как в зеркале отражающим слоем является слой металла.