§ Интерференция поляризованных лучей (хром. Поляризация)

При наложении двух когерентных лучей, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях, интерференция картина не наблюдается (интерференционный член =0) и возникает только в том случае, если колебания в налагаемых лучах совершают колебания вдоль одного направления.

А значит колебания, первоначально поляризованные в перпендикулярных направлениях, можно свести в одну плоскость, пропустив их через поляризационную установку т.о., чтобы его плоскость не совпадала с плоскостью к олебания ни одного из лучей. N1, N2 – николи, выполняющие роль поляризаторов.

К – пластинка из анизотропного материала. ОО’ – оптическая ось. Интерференционная картина зависит от свойств К.

П араметры сей системы: через первый николь проходит поляризованный свет, который после разбивается на 2 состояния: OO’ – оптическая ось, после второго николя выпускаются лишь проекции, а именно пропускает лишь те колебания, которые лежат в одной определенной плоскости. Первый николь в сущности обеспечивает когерентность и выделяет определенные цуги. Если убрать один из николей, то картина исчезнет. К обеспечивает приобретение некоторой разности фаз между компонентами луча. Если плоскости первого или второго николя совпадают с направлениями 1 либо 2, то интерцеренции не наблюдается.

Если плоскости николей параллельны, то разность фаз лучей остается такой же, какая была набрана в пластинке. Если же тх плоскости перпендикулярны, то фаза изменяется на π/2.

Данное явление может использоваться для определения параметров пластинки К (толщину, например), это очень чувствительный способ обнаружения анизотропных свойств.

§ Искусственная анизотропия

Некоторые материалы, являющиеся в обычных условиях изотропными, могут проявлять анизотропные свойства в электрическом или магнитном полях или при деформации.

1. Механические деформации.

Из опыта следует, что ,

где P – давление, k – коэффициент фотоупругости, – мера анизотропии.

Оптическую анизотропию легко обнаружить, поместив деформированный образец между скрещенными поляризаторами. Участки, у которых толщина и механическая напряженность будут одинаково окаршены в один цвет либо иметь одинаковые яркости.

В качестве образца часто используют пустиглаз. При наложении механических напряжений экран начинает просветляться. Так при max; а при интенсивность снижается. Данная методика может использоваться для расчёта прочности детали либо конструкции.

2. Эффект Кера (анизотропия в электрическм поле) – используется в ячейках Кера.

С реда заключена в конденсаторах;

Оптическая ось совпадает с направлением электрического поля;

Ячейки Кера обладают очень малой инерционностью (τ~ ).

Это всё позволяет использовать в качестве модуляторов или оптических затворов (лазеры).

3. Эффект Коттон-Мутона (анизотропия в магнитном поле): .

§ Вращение плоскости поляризации

Н екоторые вещества способны поворачивать плоскость поляризации, они называются оптически активными. Впервые такой эффект был замечен в 1911 году в кристалле кварца. различают левоворащающие и правовращающие формы вещества, явялющиеся оптическими изомерами. Примерами оптических изомеров могут служить инантиаморфные кристаллы, т.е. кристаллы с зеркальным отображением кристаллической решётки.

Оптической активностью могут обладать вещества, имеющие ассиметричный атом С (т.к. в таком случае все радикалы будут разные).

Химические свойства эквивалентны, как и большинство физических => перед нами оптическая изомерия. Оптическая изомерия вообще возможна лишь для объёмных молекул.

Угол равен каждой длине – закон Био-Савара:

, где

Оптическую активность можно также вызвать искусственным путём.

ex. Эффект Фарадея (1846) – возникновение оптической активности в магнитном поле. , k - помтоянная Верда.

Впревые объяснение вращения плоскости поляризации было дано Френелем в 1817 г. Его теория базировалась на 2 постулатах:

1. плоскополяризованный свет можно представить в виде 2 циркулярных поляризаций, вращающих в противоположных направлениях.

2. Скорости распространения этих циркулярных поляризаций в оптически активных веществах различны.

;

e xp. Опыт показывает, что пластинки кварца толщиной 1 мм вращает плоскость поляризации для красного цвета на 15̊, для желтого - 21̊, для зелёного - 27̊, для синего - 33̊, дляфиолетового - 51̊. Т.о. имеет место вращательная дисперсия. Гипотеза Френеля была подтверждена экспериментально.

Несмотря на то, что химические свойства оптических изомеров идентичны, в живой природе встречаются только левовращающие соединения. Правовращающие соединения, как правило, ядовиты. Один из способов разделения лево- и правовращающих соединений – бактерии, которые не употребляют правовращающие.