24. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера. Степень поляризации

Свет поляризуется:

1 . при отражении от границы двух сред. В этом случае в отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения;

2. при преломлении при прохождении границы двух сред. Здесь в преломленном луче будут наблюдаться колебания, параллельные плоскости падения.

Степень поляризации зависит от угла падения.

ЗАКОН БРЮСТЕРА: Если луч падает на границу двух сред под углом α, удовлетворяющему условию

то отраженный луч оказывается полностью поляризованным. Преломленный луч – поляризован частично.

Угол α – называется углом Брюстера.

Это так, более подробно!!!!:

Брюстер установил закон, согласно которому при угле падения i_B (угол Брюстера), определяемого соотношением

(n₂₁ — показатель преломления второй среды относительно первой), отраженный луч является плоскополяризованным (содержит только колебания, перпендикулярные плос­кости падения) (рис. 276). Преломленный же луч при угле падения i_B поляризуется максимально, но не полностью.

Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и прело­мленный лучи взаимно перпендикулярны (tgi_B = sini_B/cosi_B, n₂₁=sini_B/sini₂ (i₂ — угол преломления), откуда cosi_B=sini₂). Следовательно, i_B + i₂ = /2, но i’_B = i_B (закон от­ражения), поэтому i’_B + i₂ = /2.

Степень поляризации

где: I_max и I_min соответственно максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого анализатором.

Для естественного света I_max = I_min и Р = 0, для плоскополяризованного I_min = 0 и Р = 1.

Таким образом, пластинка прозрачного диэлектрика сортирует лучи естественного света, отражая лучи с одним направлением колебаний и преломляя с другим.

24. Двойное лучепреломление света. Дихроизм и призма Николя

В се прозрачные кристаллы (кроме кристаллов кубической системы, которые оптически изотропны) обладают способностью двойного лучепреломления, т. е. раздваивания каждого падающего на них светового пучка.

Если на толстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу (рис. 277). Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется (рис. 278). Второй из этих лучей получил название необыкновенного (e), а первый — обыкновенного (о), он подчиняется известному закону преломления Снеллиуса:    ,.

В кристалле исландского шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается. Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного луче­преломления, называется оптической осью кристалла. В данном случае речь идет именно о направлении, а не о прямой линии, проходящей через какую-то точку кристалла. Любая прямая, проходящая параллельно данному направлению, является оптической осью кристалла. Кристаллы в зависимости от типа их симметрии бывают одноосные и двуосные(гипс, слюда), т.е. имеют одну или две оптические оси (к первым и относится исландский шпат).

Дихроизм – различное поглощение лучей света:

в зависимости от ориентации светового вектора волны Е один из лучей поглощается сильнее другого.

Поляроиды – это двоякопреломляющие кристаллы, обладающие свойством дихроизма. На выходе поляроида получается один поляризованный луч.

В кристалле турмалина, обыкновенный луч практически полностью поглощается на длине 1 мм, а необыкновенный луч выходит из кристалла.

В кристалле сульфата йодистого хинина один из лучей поглощается на длине 0,1 мм.

В качестве поляроида используется призма Николя (николь). Это призма из исландского шпата (разновидность кальцита СаСО₃), разрезанная по диагонали и склеенная канадским бальзамом (смола, получаемая из канадской пихты. Благодаря своей большой прозрачности, бесцветности, большому показателю преломления (1,55, близкому к стеклу) и тому, что он никогда не мутится, не закристаллизовывается, употребляется для склейки оптических стекол,

П огружении и заклейки микроскопических препаратов, в иммерсионных объективах микроскопов.

Показатель преломления канадского бальзама

n_о > n > n_e

Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристалла. Диэлектрическая проницаемость ε зависит от направления. В одноосных кристаллах диэлектрическая проницаемость в направлении оптической оси ε_х и в направлениях перпендикулярных к ней ε_у, имеет разные значения.