Поляризация при отражении и преломлении. Диаграмма направленности излучения электрического диполя. Закон Брюстера. Оптические явления в кристаллах. Поляризаторы
Во многих прозрачных кристаллах наблюдается явление двойного лучепреломления – раздваивания падающего на кристалл светового пучка, при котором на выходе из кристалла получается два световых луча (рис. 3.3). Эти лучи являются плоскополяризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Один из этих лучей подчиняется обыкновенному закону преломления: показатель преломления этого луча не зависит от направления распространения луча в кристалле, и скорость распространения такого луча одинакова по всем направлениям. Такой луч называют обыкновенным или
Показатель преломления второго луча меняется при изменении направления его распространения в кристалле. Скорость распространения данного луча в кристалле зависит от его направления. Такой луч называют необыкновенным.
В
анизотропном кристалле имеется
направление, вдоль которого скорости
распространения обыкновенного и
необыкновенного лучей совпадают. Его
называют оптической осью кристалла.
Количество оптических осей зависит от
типа симметрии кристалла. Кристаллы с
одной оптической осью называются
одноосными (например, исландский шпат,
кварц). Если в кристалле две оптические
оси, то он называется двуосным кристаллом
(к примеру, слюда).
Устройства, изготавливаемые из анизотропных кристаллов, предназначенные для получения поляризованного света, называют поляризаторами. Если поляризатор применяется для анализа поляризованного света, его называют анализатором. Для изготовления поляризаторов (анализаторов) применяют анизотропные кристаллы с двойным лучепреломлением.
Для получения поляризованного света также используют двоякопреломляющие кристаллы, обладающие дихроизмом. Дихроизм – это неодинаковая степень поглощения обыкновенного и необыкновенного лучей света. В таких дихроичных кристаллах коэффициент поглощения света зависит от ориентации вектора . Например, из кристалла турмалина толщиной всего 1 мм выходит только необыкновенный луч. Еще сильнее поглощает один из лучей сернокислый йод-хинин (герапатит). Осаждая на целлулоидную пленку одинаково ориентированные кристаллики герапатита, можно получить поляризатор, поглощающий обыкновенный луч уже при толщине пленки 0,1 мм. Такие поляризационные устройства называются поляроидами.
Лазерное излучение в большинстве случаев линейно поляризовано. Частично поляризованным является свет, излучаемый жидкокристаллическими экранами часов, мониторов и т. д.
-
диаграмма
направленности излучения электрического
диполя. (бублик без дырки)
Сформулируем
закон Брюстера:
при падении света на границу
раздела
двух диэлектриков под углом, тангенс
которого равен относительному показателю
преломления этих сред, отраженный луч
полностью поляризован, преломленный
луч – частично поляризован. Угол между
преломленным и отраженным лучами в этом
случае равен 90о. Такой угол падения
света называют углом полной поляризации
или углом Брюстера. Этот угол имеет
определенное значение для каждого
диэлектрика. Для угла Брюстера отраженный
и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.
Согласно закону преломления света
где
– угол преломления. По закону Брюстера
Билет 7