6.4.5. Интерференция поляризованных лучей
Интерференция поляризованных лучей – явление, возникающее при сложении когерентных поляризованных световых колебаний.
П ри нормальном падении естественного света на грань кристаллической пластинки, параллельную оптической оси, обыкновенный и необыкновенный лучи распространяются не разделяясь, но с различной скоростью. Из пластинки выйдут два поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча, между которыми будет существовать оптическая разность хода
(6.38.8)
или разность фаз
(6.38.9)
где – толщина пластинки, – длина света в вакууме. Если поставить поляризатор на пути лучей, вышедших из кристаллической пластинки, то колебания обоих лучей после прохождения через поляризатор будут лежать в одной плоскости. Но интерферировать они не будут, так как не являются когерентными, хотя и получены путем разделения света от одного источника. Обыкновенный и необыкновенный лучи содержат колебания, принадлежащие разным цугам волн, испущенных отдельными атомами. Если на кристаллическую пластинку направить плоскополяризованный свет, то колебания каждого цуга разделяются между обыкновенным и необыкновенным лучами в одинаковой пропорции, поэтому выходящие лучи оказываются когерентными.
Интерференцию поляризованных лучей можно наблюдать при прохождении линейно поляризованного света (полученного при пропускании естественного света через поляризатор ) через кристаллическую пластинку, проходя через которые луч разделяется на два когерентных, поляризованных
во взаимно перпендикулярных плоскостях, луча. Кристаллическая пластинка обеспечивает когерентность обыкновенного и необыкновенного лучей и создает между ними разность фаз согласно соотношению (6.38.9).
Д
ля
наблюдения интерференционной картины
поляризованных лучей необходимо
повернуть плоскость поляризации одного
из лучей до совпадения с плоскостью
поляризации другого луча или выделить
из обоих лучей компоненты с одинаковым
направлением колебаний. Это осуществляется
с помощью поляризатора
,
который сводит колебания лучей в одну
плоскость. На экране можно будет наблюдать
интерференционную картину.
И
нтенсивность
результирующего колебания
где
– угол между плоскостью поляризатора
и оптической осью кристаллической
пластинки
,
– угол между плоскостями поляризаторов
и
Интнсивность и окраска прошедшего через
систему света зависит от длины волны.
При вращении одного из поляризаторов
окраска интерференционной картины
будет изменяться. Если толщина пластинки
в разных местах неодинакова, то на экране
наблюдается пестроокрашенная картина.
Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:
1. Что такое дисперсия света?
2. По каким признакам можно отличить спектры, полученные с помощью призмы и дифракционной решетки?
3. Что называется естественным светом? плоскополяризованным? частично поляризованным светом?
4. Сформулировать закон Брюстера.
5. Чем обусловлено двойное лучепреломление в оптически анизотропном одноосном кристалле?
6. Эффект Керра.
Литературные источники:
1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – М.: ACADEMIA, 2008.
2. Савельев, И.В. Курс общей физики: учеб. пособие для втузов: в 3-х томах / И.В.Савельев. – СПб.: Спец. лит., 2005.