4.2 Получение плоскополяризованного света
Опишем несколько способов получения плоскополяризованного света.
4.2.1 Отражение света от поверхности диэлектрика
Отраженный от диэлектрика свет всегда частично поляризован. На рисунке 9 черные кружочки соответствует колебаниям вектора Е, перпендикулярным плоскости падения, черточки - колебаниям в плоскости падения. Степень поляризации отраженного луча зависит от относительного показателя преломления n12 и от угла падения. При падении луча Е на плоскость MN под углом Брюстера εБ отраженный луч Е полностью поляризован. Преломленный луч Е1 поляризован частично.
Соотношение
tg εБ=n12 (2)
называется законом Брюстера. Плоскость колебаний электрического вектора в отраженном свете перпендикулярна в плоскости падения (рисунок 9).
Рисунок 9 Поляризация света при отражении от поверхности
Диэлектрика
4.2.2 Преломление света в стопе стеклянных пластин
Поскольку отраженный от диэлектрической от диэлектрической пластинки частично (или даже полностью) поляризован, проходящий свет также поляризуется и становиться смешанным светом. Преимущественные колебания электрического вектора в прошедшем свете будут совершаться в плоскости падения. Максимальная, но неполная поляризация проходящего света достигается при падении под углом Брюстера. Для увеличения степени поляризации проходящего света используют стопу стеклянных пластинок, расположенных под углом Брюстера к падающему свету. В этом случае можно получить практически полностью поляризованный проходящий свет, так как каждое отражение ослабляет пропущенные колебания, перпендикулярные плоскости падения в определенном отношении.
4.2.3 Преломление света в двоякопреломляющих кристаллах
Некоторые кристаллы обладают свойством двойного лучепреломления.
Преломляясь в таком кристалле световой луч разделяется на два линейно поляризованных луча со взаимно перпендикулярными направлениями колебаний. Один из лучей называется обыкновенным и обозначается буквой о, второй - необыкновенным и обозначается буквой е.
Обыкновенный луч удовлетворяет обычному закону преломления и лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью. Для необыкновенного луча отношение синусов угла падения и преломления не остается постоянным при изменении угла падения. Кроме того, необыкновенный луч, как правило, не лежит в плоскости падения и отклоняется от луча о даже при нормальном падении света..
Рисунок 10 Преломление света в двоякопреломляющих
Кристаллах
Отклоняя один из лучей в сторону, можно получить плоскополяризованный луч. Так устроена, например, поляризационная призма Николя. (Рисунок 10). Две естественные грани кристалла исландского шпата срезаются так, чтобы уменьшить угол между поверхностями до 68°. Затем кристалл распиливается на две части по плоскости BD под углом 90° к новым граням. После полировки поверхности распила склеиваются канадским бальзамом, имеющим показатель преломления nб удовлетворяющий условию
nе < nБ < no, где nе и no - показатели преломления исландского шпата для обыкновенного и необыкновенного лучей.
Падая под углом, больше предельного, на плоскость BD, обыкновенный луч претерпевает полное внутреннее отражение на границе шпат-бальзам. Необыкновенный луч, для которого nе < nБ, выходит из призмы линейно поляризованным.