- Закон Брюстера

При угле падения Брюстера угол между 2 и 3 лучом равен .

то есть между 2 и 3 лучом угол равен .

Явление Брюстера обусловлено поперечностью волн. Входящая в диэлектрик световая волна возбуждает колебание диполей, которые излучают вторичную волну. Вторичная волна распространяется со скоростью с характерной для данной среды. Поперечная волна распространяется с начальной скоростью. Первичная и вторичная волна начинают складываться между собой. В момент излучения вторичная волна имеет такую же фазу, как и первичная, но из-за того, что они распространяются с разной скоростью, возникает разность фаз и вторичная волна гасит первичную, то есть первичная волна в среде замещается вторичной. Расстояние, на котором происходит замещение первичной волны вторичной, называется длиной замещения, обозначается L.

λ - длина волны светового излучения

n- показатель преломления среды.

Например, для стекла длина замещения 10^-7м, воздух – 0,5мм, в космосе – 2 световых года.

Линия колебаний электрона перпендикулярна Е продольной, так как свет – это поперечная волна. При угле падения i_Б преломленные и отраженные волны перпендикулярны друг другу, а электроны среды, порождающие преломленную волну колеблются вдоль линии, которая должна быть параллельна отраженной волне. Но вдоль линии своего распространения электрон не может излучать, поэтому отраженная волна не содержит Е параллельной, то есть отраженная волна возможна лишь для Е перпендикуляра, Ѕ – поляризация.

Таким образом, отраженная волна обладает только Ѕ – поляризацией, то есть отраженная волна является плоскополяризованной.

В преломленной волне содержится и Ѕ, и Р – поляризации, но Р – поляризация преобладает. Степень поляризации в преломленной волне может быть увеличена при условии, что свет несколько раз падает на границу двух диэлектриков под углом i_Б. Например, для стекла n=1,53-р=0,15.

Если заставить падать свет на 15 стеклянных пластинок, расположенных относительно друг друга под углом i_Б, то результатом поляризации будет р=0,985. Совокупность пластинок, установленных так, что угол падения света каждый раз равен углу Брюстера, называется стопой. Стопа служит для анализа как отраженного и преломленного света.

4. Двойное лучепреломление

Кристаллы бывают изотропные и анизотропные.

Изотропные кристаллы – это значит, что физические свойства таких кристаллов во всех направлениях одинаковы.

Анизотропные – физические свойства в разных направлениях различны.

Только кубические кристаллы могут быть изотропными. Мы будем рассматривать в оптике прохождение света через прозрачные изотропные и неизотропные кристаллы. Оказалось, что если на анизотропные кристаллы направить узкий пучок света, то через кристалл пройдет два луча.

Впервые данное явление обнаружил датский ученый Бартошни (1660г.). Он изучал кристаллы испанского шпата. Если на такой кристалл направить узкий пучок, то из него выйдет два луча параллельных друг другу и падающему лучу, даже если угол падения падающего луча равен , то есть кристалл обладает свойством двойного лучепреломления.

О – луч является продолжением падающего луча и называется обыкновенным или ординарным.

е-луч не является продолжением падающего луча и называется необыкновенным или экстраординарным.

В каждом кристалле существует только одно направление, в котором не происходит образование двойного лучепреломления. Это главная оптическая ось. Плоскость, проходящая через главную оптическую ось и направление распространения светового луча, называется главной оптической плоскостью или главным сечением кристалла. Если на пути О и е лучи поляризованы. Причем О луч Ѕ – поляризованный, а е – луч р – поляризованный. Такое различное преломление О и е лучей означает, что для каждого луча характерен собственный показатель преломления. Для О – луча, в котором вектор колеблется в плоскости перпендикулярно распространенной скорости , показатель преломления – есть величина постоянная, не зависящая от угла падения луча. Для необыкновенного луча вектор может составлять с главной оптической оси любые углы от 0 до . Поэтому показатель преломления для необыкновенного луча зависит от направления этого луча по отношению к оптической оси, то есть необыкновенный луч по разным направлениям распространяется с различной скоростью. Обыкновенный луч подчиняется закону Стеллиуса, а необыкновенный луч не подчиняется.