56 Денелік бұрышты өлшеу

Ішкі бұрыш

Ішкі бұрыш деп бұрыш төбесінен шығатын және жазықтықтың аз бөлігімен қиылысатын барлық жарықтардың қиылысу жазықтығының бөлігін айтамыз.

Ішкі бұрыш центрі осы Ішкі бұрышпен киылатын бұрыштын тобесінде болатын сфераның бөлігінің аудананың сфера радиусы квадратына катынасымен өлшенеді

стерадиан

Ішкі бұрыш өлшемсіз шамалармен өлшенеді. Ішкі бұрыштың СИ жүйесіндегі бірлік өлшемі стерадиан болып табылады.ол сфераның r радиусынан r^2 ауданын қиятын денелік бұрышка тең.Стерадианнан бөлек денелік бұрыш квадраттық градуспен ,квадраттык минутпен және квадраттық секундпен ,бүтін денелік бұрыштың бөлігімен өлшенеді

58 Поляризацияланған жарықты алу және талдау

.Жарықтың поляризациясы деп осы атаудың кең мағынасында, жарық толқындарының көлденеңдігі қалайда білінетін толқындық оптика құбылыстарының жиынтығын айтады.

Поляризацияланған жарық деп жарық векторының тербелісі белгілі бір бағытта реттелген жарық толқынын айтады.Табиғи жарықта - жарық векторының тербелістері ортаның кезкелген нүктесінде барлық мүмкін болатын бағыттарда, бірін-бірі тез, әрі бейберекет алмастырып отырып, жасалады.

Толқынның электр (жарық) векторының тербелістері қалайда бір жолмен реттелген болса, онда мұндай толқынполяризацияланған деп аталады

Поляризацияланған жарық сызықты(жазық) поляризацияланған немесе эллипстік, дөңгелек бойынша (циркуляциялық) поляризацияланған бола алады. Жарық ішінара (шала) поляризацияланған бола алады. Іс жүзінде осылардың бәрін анықтап білу қажет –қолданылатын немесе зерттелетін жарықтың поляризациялануерекшеліктерін анықтау қажет болады. Үш ерекше жағдайды қарастырайық:

1. Жазық (сызықты) поляризацияланған жарық. Жазық поляризацияланған жарықты зерттеу үшін кәдімгі поляризаторларды(анализаторларды) алуға болады. Сәуле болатын ось етіп анализаторды айналдырғанда өткен жарықтың интенсивтігі өзгереді. Егер анализатордың қайсыбір қалпында жарық толық сөнетін болса ,онда жарықтың сызықты поляризацияланған болғандығы(1.а-сурет)

Егер түсетін жарық табиғи болса,онда поляризаторды айналдырғанда өтетін жарықтың интенсивтігі өзгермейді.

Бірақ та поляризаторлар эллипстік және циркуляциялық поляризацияланған жарықтың тиісінше шала поляризацияланған және табиғи жарықтан ажыратуға мүмкіндік бермейді. Шынында да эллипстік поляризацияланған жарықты анализатор арқылы өткізгенде ол арқылы өткен жарықтың интенсивтігі анализатордың АА бас жазықтығының эллипстік осьтеріне қат ысты бағдарлануына тәуелді болады(1.б-сурет)

Демек, анализатордан шығарда жарық интенсивтігі максимумға және көп емес жетіп біртіндеп өзгереді. Осыған ұқсас нәтиже шала поляризацияланған жарық жағдайында да алынады. Циркуляциялық поляризацияланған жарық жағдайында эллипс шеңберге айналады. Сондықтан да сәулені ось етіп анализаторды айналдырғанда жарық интенсивтігі табиғи жарық жағдайындағыдай тұрақты болып қалады.

2.Дөңгелек бойынша (циркуляциялық) поляризацияланған жарық және табиғи жарық. Егер зерттелетін жарық дөңгелек бойынша поляризацияланған болса,онда жоғарыда аталған амал (анализаторды айналдыру) жарамсыз болады,өйткені осы жағдайда өтетін жарық қзгеріссіз қалады. Табиғи жарық жағдайында да осылай болады, яғни анализатордың бас жазықтығын жарықтың таралу бағытын ось етіп айналдыру арқылы циркуляциялық поляризацияланған жарықты табиғи жарықтан айыру мүмкін емес. Осы жағдайда ¼λ пластинканы пайдалану тиісті болады. Циркуляциялық поляризацияланған жарықты кез-келген екі өзара перпендикуляр тербелістер арасында δ фазалар айырымы ±-ге тең Егер осындай жарық жолына ширек толқындық пластинка (λ/4 пластинка) орналастырса(1.в-сурет), онда ол қосымша ± фазалар айырымын енгізеді. Қорытқы фазалар айырымы 0 немесе -ге тең болады. Демек, циркуляциялық поляризацияланған жарық ¼λ пластинкадан өтіп, жарық поляризацияланған жарыққа айналады. Егер сәуле жолына анализатор қойылса, онда оны толық сөнгенге дейін жеткізуге болады. Егер түсетін жарық табиғи жарық болатын болса,онда ¼λ пластинкадан өткенде сол күйінде қалады(пластинка мен анализатор қалай орналасса да сәулені сөну деңгейіне жеткізу мүмкін болмайды).

Сонымен,егер поляризаторды айналдырғанда ¼λ пластинканың кез-келген қалпыда интенсивтік өзгермейтін болса, онда түсетін жарық табиғи жарық болғаны. Егер интенсивтік өзгеретін болса және сәуленің толық сөну деңгейіне жеткізу мүмкін болса, онда түсетін жарықтың циркуляциялық поляризацияланған болғаны. Егер де толық сөну деңгейіне жеткізу мүмкін болмаса,онда түсетін жарықтың табиғи жарық пен циркуляциялық поляризацияланған жарықтың қоспасы болғаны.

Бірақ та мұндайжарықтың дөңгелек поляризация бағытын(оң немесе сол поляризация) анықтау проблемасы пайда болады.

1.д-суретте дөңгелек бойынша оң поляризацияланған жарық жағдайы көрсетілген(зерттелетін жарықтың егер z осі бойымен және бізге бағытталған таралуына қарсы қарайтын болсақ, онда қорытқы жарық толқынының (вектор) жарық векторы сағат тілі бойынша айналады. Осы жағдайда өзгеше жарық толқыны кәдімгі толқыннан фаза бойынша ±-ге озады. Егер кристалл теріс болса();онда ширек толқынды пластинкадан өткеннен кейін өзгеше және кәдімгі сәулелер±-ге тең қосымша фазалар айырымын қабылдайды,яғни қорытқы фазалар айырымы-ге тең болады да, осының нәтижесі ретінде ¼λ пластинкадан аа бағытында жазық поляризацияланған жарық толқыны шығады. Осы жағдайда, егер анализатордың бас жазықтығы аа-ға перпендикуляр болса, яғни вв қалпында да зерттелетін жарық дөңгелек бойынша поляризацияланған жарық болған деп сенімді түрде айта аламыз.

Қорытындылай келе, жарықтың циркуляциялық поляризацияланған бағытын анықтаудың мына ережесін келтіруге болады: алғашында анализатордың бас жазықтығы ¼λ пластинканың птикалық осі арқылы өтеді деп ұйғарайық. Егер де пластинка кристалының таңбасы мен анализаторды айналдыру таңбасы әр түрлі болса,онда зерттелетін жарықтың дөңгелектік поляризациясы-оң,егер бірдей болса-сол болады. Анализатор арқылы өтетін жарықтың жолын табу үшін анализатордың сағат тілі бағытында(оған қарама-қарсы бағытта) айналуы жарықтың таралу бағытына қарсы қарағанда оң(теріс) деп, анализатордың сағат тіліне қарсы айналуы тиіс деп саналады.

Егер зерттелетін жарық табиғи жарық пен дөңгелек бойынша поляризацияланған ,жарықтың қоспасы болса, онда анализаторды айналдырғанда өтетін жарықтың интенсивтігі өзгергені мен, оны анализатормен толық сөндіру мүмкін болмайды.

3.Эллипстік поляризацияланған жарық және ішінара поляризацияланған жарық. Егер эллипстік поляризацияланған жарықтың жолына оптикалық осі эллипс осьтерінің біреуіне параллель бағдарланған ¼λ пластинка орналастырылса(1.г-сурет),онда ол қосымша ±-фазалар айырымы нөлге немесе -ге тең болып шығады.Демек,эллипстік поляризацияланған жарық ¼λ пластинкадан өтіп жазық поляризацияланған жарыққа айналады және оны анализаторды бұру арқылы сөндіруге болады. Осы әдіспен эллипстік поляризацияланған жарықты шала поляризацияланған немесе циркуляциялық поляризацияланған жарықты табиғи жарықтан айыруға болады.

)()