17.2 Поляризація світла. Подвійне променезаломлення

В ідеальній монохроматичній світловій хвилі електричне поле коливається з визначеною частотою, а так як х та у компоненти поля можуть коливатися незалежно з однією і тієюж частотою, тому розглянемо накладання двох взаємоперпендикулярних коливань. Рис.1.

На рис.1. показано як протікає накладання коливань з різними амплітудами в напрямках х та у, а також ще можливий випадок, що х та у коливання проходять з різними фазами. В цьому останньому випадку вектор електричного поля описує еліпс.

На рис.2. показане накладання по осях х та у для різних значень зсуву фаз між ними. У всіх прикладах вектор електричного поля описує еліпс. Коливання по прямій є також частковим випадком еліптичного, коли зсув фаз рівний нулю (або цілому кратному П), при рівних амплітудах і зсуві фаз кратному непарному числу П/2 проходить рух по колу.

Світло називається лінійно поляризованим (плоскополяризованим) якщо електричне поле коливається попрямій лінії. Коли вектор електричного поля описує еліпс цей випадок називають еліптичною поляризацією. Якщо електричний вектор при своєму русі в світловій хвилі обертається як правосторонній гвинт, говорять про праву колову поляризацію.

Якщо взяти не цілком монохроматичне світло, коли зміщення фаз х та у коливань непостійне і електричний вектор коливається довільним чином, то поляризація буде весь час змінюватися. Коли поляризація світла змінюється настільки швидко що її неможливо поміряти то говорять про неполяризоване світло, в якому всі ефекти поляризації усереднюються по часу.

Досліди засвідчують, що відбите і заломлений промінь на межі діелектрика стають частково поляризованим. Брюстер встановив що для довільного діелектрика є певний кут падіння за якого відбитий промінб повністю поляризований. Величину цього кута визначають за законом Брюстера. .

Подвійне променезаломлення

У разі переходу світлового промення з ізотропного середовища в анізотропне, то в анізотропному середовищі можуть виникати два різнозаломлені промені, це явище носить назву подвійного променезаломлення. Напрямок осей молекул називають оптичною віссю кристалу. В напрямку оптичної віссі природній промінб проходить без подвійного заломлення, якщо природній промінь потрапляє в кристал під деяким кутом до його оптичної вісі, то він розділяється на два повністю поляризованих промені взаємоперпендикулярними площинами світлових коливань

Один із променів – ВС, в якому світлові коливання, перпендикулярні до головного перерізу кристалу, поширюються в усіх напрямках з однаковою швидкістю. Цей промінь характеризується сталим показником заломлення, і його називають звичайним променем. Другий промінь – BD, в якому світлові коливання відбуваються в площині головного перерізу кристала поширюється в різних напрямках в кристалі в різних напрямках з різними швидкостями, його називають незвичайним променем.

Явище неоднакового поглинання променів з різними напрямками площин коливання відносно оптичної осі кристалу називають дихроїзмом.

До кристалів для яких характерне подвійне променезаломлення можна віднести ісландський шпат, кварц, а також штучно створені призми: Ніколя, глана-томсона, воло стона, рошена. На основі явища дихроїзму виготовляють тонкі поляризаційні плівки, які називають поляроїдами.