§ Построение Гюйгенса в одноосных кристаллах
Заслугой Гюйгенса является создание стройной теории прохождения света через двоякопреломляющие кристаллы. При построении Гюйгенса необходимо учитывать:
1
.
тип кристалла, а значит форму волновых
поверхностей;
2. положение оптической оси;
3. угол падения лучей.
Принцип построения:
1. для начала удобно выделить положение волнового фронта до падения;
2. рисуем волновые поверхности, соответствующие данному типу кристалла и положению оптической оси;
3. из некоторой удалённой точки проводим касательный к сфере и эллипсу;
4. через точку падения и касания проводим прямые, соответствующие обыкновенному и необыкновенному лучам.
§ Получение поляризованного света. Поляризационные приборы
Для получения поляризованного света на практике используют либо эффекты на границах диэлектрика, либо свойства двоякопреломляющих кристаллов.
Получение поляризованного света:
эффекты на границах диэлектриков |
двойное лучепреломление |
||
отражение под углом Брюстера |
многократное прохождение через границу |
дихроизм |
разведение лучей |
зеркало Брюстера |
стопа Столетова |
поляроиды |
поляризационные призмы |
Расхождение лучей в двоякопреломляющем кристалле, как правило, мало. Поэтому для увеличения расхождения используют различные оптические устройства (поляризационные призмы).
1. Призма Волластона
П
ризмы
из исландского шпата, оптические оси
которых расположены взаимно перпендикулярно.
Такое расположение дает следующее: луч
обыкновенный в первой становится
необыкновенным во второй и наоборот,
что означает, что обыкновенный луч
преломится на границе со второй призмой
с показателем преломления
;
а второй
.
2. Призма Николя (Николь)
Э
то
две призму, склеенных между собой
канадским бальзамом.
;
;
о
испытывает ПВО, е походит через призму.
Однако данная система непрозрачна для
УФ области.
§ Получение и исследование эллиптически поляризованного света
Поскольку
коэффициенты преломления о и е лучей в
двоякопреломляющем кристалле различны,
то при прохождении пластинки толщиной
е возникнет дополнительная разность
фаз
.
δ=Δk=
;
;
.
При сложении двух взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковой частотой получаем эллиптическое движение. Для вектора напряжённости электрического поля будет выполняться:
(1)
Р
ассмотрим
частные случаи:
1.
δ=2mπ.
(1) становится прямой типа y=kx.
При условии освещенности пластинки
плоскополяризованным светом прошедший
свет также плоскополяризованный, плоская
поляризация лучей совпадает.
;
=>
(m=1).
Пластинка с таким эффектом называется
пластинкой в целую волну.
2. δ=(2m+1)π. (1) становится прямой типа y=-kx. Плоская поляризация падающего и прошедшего луча взаимно перпендикулярны.
;
– пластинка в полволны.
3.
– Получаем эддиптически поляризованный
свет (частный случай которого циркулярно
поляризованный/круговой свет).
δ=(2m+1)
– получаем эллипс, ориентированный
симметрично относительно осей. =>
– пластинка в четверть волны.
Обычно
пластинки с таким эффектом изготавливают
таким образом, что
.
Пластинка в четверть волны находит
применение в различного рода п
оляризационных
приборах, используются для исследования
частично и эллиптически поляризованного
света.
Аналогичным образом можно исследовать циркулярно-поляризованный и естественный свет.