2.3.4. Двойное лучепреломление в кристаллах. Искусственная оптическая анизотропия

Явление двойного лучепреломления состоит в том, что при  прохождении луча естественного света в кристалле он разделяется на  два луча: (рис. 24), – оба плоскополяризованные во взаимно перпендикулярных направлениях.

оптическая ось кристалла естественный луч Рис. 24

В обыкновенном луче ( ) колебания светового вектора перпендикулярны оптической оси кристалла. В необыкновенном луче ( ) колебания вектора и   световой вектор лежит в одной плоскости с оптической осью кристалла. Для этих лучей показатели преломления кристалла различны: . Двойное лучепреломление используют в следующих оптических приборах:

– для получения плоскополяризованного света в призме Николя (николь), из которой выходит только (см. решение задачи 16);

– в поляризационном микроскопе, применяемом для анализа минералов: в  нем определяют разность показателей преломления , которая является характеристикой кристалла;

– в методах, использующих искусственную оптическую анизотропию: оптически изотропные вещества превращаются в анизотропные под действием на молекулы вещества следующих сил:

1)  – в электрическом поле (эффект Керра, используется в световых затворах быстрого действия: );

2)  – в магнитном поле;

3)  – при деформациях сжатия и растяжения для изучения таких деформаций на оптических моделях (метод фотоупругости).

При искусственной анизотропии в веществе мерой внешнего воздействия является разность показателей преломления лучей .

2.3.5. Вращение плоскости поляризации оптически активными веществами

Существуют оптически активные вещества (твердые – кварц, сахар; жидкости – водный раствор сахара, никотин, скипидар и др.), которые поворачивают плоскость поляризации проходящего в них света.

Угол поворота плоскости поляризации для оптически активных твердых тел и чистых жидкостей

, (24)

для растворов:

(25)

Здесь – удельное вращение ; – путь, пройденный светом в веществе (толщина слоя оптически активного вещества); – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

Вращение плоскости поляризации света лежит в   основе точного метода сахариметрии – определения концентрации раствора сахара.

Квантовая природа излучения

В ряде явлений: тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона и   давление света, проявляются корпускулярные свойства излучения. Излучение, поглощение и распространение света, согласно современной теории, происходит в виде потока фотонов – световых квантов.

2.4. Тепловое излучение

Тепловое излучение (ТИ) – это излучение энергии телом за счет своей внутренней энергии, обладающее следующими свойствами: 1) спектр ТИ сплошной: ; 2) спектр ТИ зависит от термодинамической температуры тела ; так как величина , то все тела, без исключения, испускают ТИ; 3) тепловое излучение равновесное (см. п. 2.4.2).