9.9.1. Интерференция поляризованного света в параллельных лучах

Рис. 9.20

Пусть пучок параллельных лучей выходит из поляризатора П₁ линейнополяризованным в направлении П₁П₁ (рис. 9.20, а, б) и падает на пластинку, вырезанную из двояко-преломляющего одноосного кристалла (например, исландский шпат) параллельно его оптической оси 00, расположенной перпендикулярно падающим лучам. При этом происходит разделение колебания (П₁П₁) на составляющую _е, параллельную оптической оси (необыкновенный луч), и на составляющую ₀, перпендикулярную оптической оси (обыкновенный луч), которые в начальный момент времени колеблются в одинаковой фазе.

Для увеличения контраста интерференционной картины угол между П₁П₁ и ₀ устанавливают равным  = 45⁰, благодаря чему амплитуды колебаний ₀ и _е будут равными. Абсолютные показатели преломления этих лучей различны (n₀ = 1,6585; n_e = 1,4863).

Следовательно, различны и фазовые скорости их распространения в пластинке. Поэтому на выходе из пластинки между ними возникает разность фаз , (9.12)

где d  толщина пластинки;   длина волны падающего света;  = d(n₀  n_e)  оптическая разность хода.

Когерентные: обыкновенные и необыкновенные лучи, выходящие из пластинки, не могут интерферировать, так как они поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Поэтому за пластинкой устанавливают анализатор П₂, который из каждого луча ₀ и _е пропускает только составляющие с колебаниями, параллельными его направлению пропускания П₂П₂.

Если главные сечения поляризатора и анализатора скрещены П₁П₂, то амплитуды равны (Е₀ = Е_е), а разность фаз между ними  =  + . Так как эти составляющие когерентны и линейнополяризованы в одном направлении, то они интерферируют.

В зависимости от величины  на каком-либо участке пластинки наблюдатель видит его темным (min,  = (2m + 1), где m  целое число) или светлым (мах,  = 2m) в монохроматическом свете или различно окрашенным в белом свете (хроматическая поляризация). Если пластинка имеет переменную толщину или изменяющийся показатель преломления, то места ее с одинаковыми параметрами будут соответственно темными или одинаково светлыми (одинаково окрашенными в белом свете). В зависимости от толщины d пластинки наблюдается несколько частных случаев.

9.9.2. Пластинка в целую волну

Если оптическая разность хода

 = d(n₀  n_e) =  m, (9.13)

где m = 0, 1, 2, ...; знак “+” соответствует оптически отрицательному кристаллу, а знак «»  оптически положительному, то на выходе из пластинки свет остается линейнополяризованным в той же плоскости, что и падающий свет.

9.9.3. Пластинка в полволны

Если оптическая разность хода

 = d(n₀  n_e) =  (2m+1), (9.14)

то на выходе из такой пластинки плоскости колебания векторов обыкновенной и необыкновенной волн сдвинуты по фазе на .

Свет, выходящий из пластинки, остается линейнополяризованным.