Эллиптическая поляризация света.
Две когерентные плоскополяризованные световые волны, плоскости колебаний которых взаимно перпендикулярны, при наложении друг на друга дают эллиптически поляризованную световую волну (рис. 2). Координаты конца результирующего вектора Е определяются выражениями
,
.
где разность фаз между компонентами вектора.
При
разности фаз ,
равной нулю или ,
эллипс вырождается в прямую и получается
плоскополяризованный свет. При
и равенстве амплитуд складываемых волн
эллипс превращается в окружность -
получается свет, поляризованный по
кругу.
В зависимости от направления вращения вектора Е различают правую и левую эллиптическую поляризацию. Если по отношению к направлению луча вектор Е вращается по правилу правого винта, поляризация называется правой, в противном случае - левой.
Прохождение плоскополяризованного света через кристаллическую пластинку.
При прохождении света через прозрачные кристаллы может наблюдаться явление двойного лучепреломления, заключающееся в том, что упавший на кристалл луч разделяется внутри кристалла на два луча - обыкновенный и необыкновенный. Исследования показывают, что помимо прочих различий эти лучи полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях, связанных с собственными осями кристалла. Оптической осью кристалла называют некоторое выделенное направление, относительно которого свойства кристалла обладают симметрией.
Рис. 3
Рассмотрим
кристаллическую пластинку, вырезанную
вдоль оптической оси. При падении на
такую пластинку плоскополяризованного
света обыкновенный и необыкновенный
лучи распространяются по одной траектории,
но приобретают разность фаз, обусловленную
различными значениями показателей
преломления для обыкновенного и
необыкновенного луча. Если толщина
пластинки такова, что при прохождении
через нее лучи приобретут оптическую
разность хода
(m
= 0,1,2...), то разность фаз для них составит
.
При
и равенстве амплитуд электрических
колебаний поляризация света станет
круговой
(циркулярной). Такая
пластинка называется четвертьволновой
пластинкой (рис.
3).
Пластинка,
для которой
,
называется
полуволновой
пластинкой.
Она вносит разность фаз, равную ,
и прошедший свет в этом случае
оказывается плоскополяризованным, но
уже в плоскости, отличной от исходной.
3. Объекты и средства исследования
Схема установки приведена на рис.4. Установка включает в себя лазер (1), анализатор (2) и фотоприемник (3). Свет, испускаемый лазером, является плоскополяризованным, его интенсивность соответствует обозначению I0 в формуле для закона Малюса. Угол изменяется вращением анализатора. Свет, прошедший через анализатор интенсивностью I попадает на фотоэлемент, подключенный к вольтметру. Показания вольтметра пропорциональны световому потоку, попадающему на фотоэлемент.
Рекомендуется снимать показания с вольтметра в режиме тока, так как получаемая в этом случае характеристика более линейна.
4. Задание на работу
Получить зависимость интенсивности освещения фотоприемника от угла поворота анализатора.