Методы получения полностью поляризованного света

1. При отражении от неметаллического зеркала

Для этого, как показал Брюстер, нужно направить падающий луч под углом таким, чтобы его тангенс был равен относительному показателю преломления отражающей среды (рис. 15.3):

.

Это равенство называют законом Брюстера. Здесь - угол Брюстера. Отражённый луч является полностью поляризованным, а преломленный луч - частично поляризованным.

2.При двойном лучепреломлении

Известно, что кристаллы обладают оптической анизотропией. Наличие этого свойства является причиной того, что некоторые кристаллы раздваивают луч (рис. 15.4). Один из лучей является сферической волной, он подчиняется законам преломления и называется обыкновенным (о). Другой луч является эллиптической волной, он не преломляется в кристалле и называется необыкновенным (е). Скорость этих лучей различна, но оба эти луча полностью поляризованы.

Рис. 15.4.

В кристалле имеются направления, в которых не происходит двойного лучепреломления, и оба луча распространяются с одной и той же скоростью. Эти направления называются оптическими осями (на рис. 15.4 ось показана штриховой линией). Если в кристалле имеется одна ось, кристалл называется одноосным, если две оси – двуосным и т.д. Мы будем рассматривать только одноосные кристаллы: исландский шпат, кварц, турмалин и др.

Плоскость, проходящая через оптическую ось и падающий луч, называется главной оптической плоскостью. Колебания необыкновенного луча лежат в главной оптической плоскости (вертикальные стрелки на рис. 15.4), а колебания обыкновенного луча – перпендикулярны

главной о птической плоскости (точки на рис. 15.4). Т.о, обыкновенный и необыкновенный лучи поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Рис. 15.5.

Чтобы использовать кристаллы в качестве поляризаторов, нужно разделить обыкновенный и необыкновенный лучи внутри кристалла. Это сделал голландский физик Николь, создав призму, названную призмой Николя. Он взял кристалл исландского шпата, разрезал его по диагонали и снова склеил клеем “канадский бальзам” ( , это значение лежит между значениями и ). Канадский бальзам является зеркалом для обыкновенного луча, поэтому обыкновенный луч отражается и уходит в сторону нижней грани (в приборах она закрашивается черной краской, чтобы луч поглощался). Необыкновенный луч выходит из кристалла, не преломляясь (рис. 15.5).

3. Дихроизм.

Поляризованный свет можно получить с помощью поляризационных светофильтров, которые называются поляроидами. Поглощение света происходит в зависимости от ориентации векторов напряженности электрического поля. Т.к в обыкновенном и необыкновенном лучах этот вектор ориентирован в разных плоскостях, то в поляроидах эти лучи поглощаются неодинаково: один поглощается почти полностью, другой частично. Это явление называют анизотропией поглощения или дихроизмом.

Система поляризатор – анализатор

Глаз не воспринимает поляризацию света. Для того чтобы обнаружить поляризацию света, необходим анализатор. Если за

Рис. 15.6

призмой Николя (рис. 15.6) поставить вторую призму Николя так, что их главные плоскости окажутся скрещенными, то вторая призма будет являться анализатором.

Прохождение света через систему поляризатор – анализатор описывается при помощи закона Малюса: и нтенсивность света , прошедшего через анализатор, связана с интенсивностью света , вышедшего из поляризатора, формулой .