1 КУРС (Лекции по оптике и электричеству и магнетизму) / Lektsia_12_pdf-77762392
.pdf
Формулы Френеля.
Крахалев М.Н.
Соотношения между амплитудами падающей, отраженной и преломленной волн известны под названием формул Френеля
Из формул видно, что при любом значении j и y знаки EdII и EiII и знаки Ed┴ и Ei┴ совпадают между собой. Это означает, что на границе раздела фазы падающей и преломленной волны совпадают.
Для компонент отраженной волны:
|
j+y<p/2 |
j+y>p/2 |
|
|
|
j>y, т.е. n2>n1 |
Er┴ и Ei┴ противоположны по фазе |
Er┴ и Ei┴ противоположны по |
|
ErII и EiII противоположны по фазе |
фазе |
|
|
ErII и EiII совпадают по фазе |
j<y, т.е. n2<n1 |
Er┴ и Ei┴ совпадают по фазе |
Er┴ и Ei┴ совпадают по фазе |
|
ErII и EiII совпадают по фазе |
ErII и EiII противоположны по |
|
|
фазе |
Формулы Френеля.
Крахалев М.Н.
Отношение интенсивностей падающей и отраженной волн определяется квадратами амплитудных коэффициентов.
В случае нормального падения:
- угол Брюстера.
- при угле падения, равном углу Брюстера, отраженный свет линейно поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.
- При скользящем падении происходит полное отражение света.
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
При прохождении света через некоторые кристаллы световой луч разделяется на два луча. Это явление называется двойным лучепреломлением.
Один из лучей удовлетворяет обычному закону преломления и лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью. Этот луч называется
обыкновенным (o).
Для другого луча отношение синусов угла падения и преломления не остается постоянным при изменении угла падения. Даже при нормальном падении этот луч, в общем, откланяется от первоначального направления. Такой луч называется необыкновенным (e). Кроме того, необыкновенный луч, как правило, не лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью к преломляющей поверхности.
Существуют направления, вдоль которых обыкновенный
инеобыкновенный лучи распространяются не разделяясь
ис одинаковой скоростью. Эти направления называются
оптическими осями кристалла.
Существуют оптически одноосные (кварц, исландский шпат и др.) и двухосные (KNO3, FeSO4 и др.) кристаллы.
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Любая плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением или главной плоскостью кристалла. Обычно используют главное сечение, проходящее через световой луч.
Обыкновенный и необыкновенный лучи полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях. Плоскость колебания обыкновенного луча перпендикулярна главному сечению кристалла. В необыкновенном луче колебания вектора E совершаются в плоскости, совпадающей с главным сечением.
Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристаллов. В кристаллах некубической симметрии обнаруживается зависимость от направления диэлектрическая проницаемость e. Например, в одноосных кристаллах e в направлении оптической оси и в направлениях, перпендикулярных ей, имеют различные значения eII и e┴. В других направлениях e имеет промежуточные значения.
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Скорость распространения обыкновенной волны во всех направлениях одинакова и равна:
Скорость распространения необыкновенной волны зависит от направления и меняется в пределах:
от |
до |
- показатель преломления обыкновенного луча
- показатель преломления необыкновенного луча
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Зная волновые поверхности, можно с помощью принципа Гюйгенса определить направление обыкновенного и необыкновенного лучей.
В изотропных средах направление, в котором распространяется энергия световой волны (луч), всегда совпадает с нормалью к волновой поверхности. Тоже самое наблюдается и для обыкновенного луча. Для необыкновенного луча это не выполняется.
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Характер распространения света через пластинку одноосного кристалла:
Случай I: пластинка вырезана перпендикулярно оптической оси.
а) Луч естественного света направлен вдоль оптической оси: двойного лучепреломления нет.
b) Луч естественного света падает под углом к оптической оси: наблюдается явление двойного лучепреломления. Из пластинки выйдут два раздельных луча, параллельных падающему лучу, и поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях.
Случай II: пластинка вырезана параллельно оптической оси.
а) Плоскость падения совпадает с главной плоскостью: оба луча o и e лежат в одной плоскости с падающим лучом. Колебания в обыкновенном луче перпендикулярны главной плоскости. Колебания в необыкновенном луче лежат в главной плоскости. Показатель преломления для необыкновенного луча зависит от направления.
b)Плоскость падения составляет угол с главной плоскостью: луч o остается в плоскости падения. Луч e выходит из плоскости падения.
c)Плоскость падения перпендикулярна главной плоскости: оба луча o и e лежат в одной плоскости с падающим лучом. Колебания в обыкновенном луче перпендикулярны главной плоскости. Колебания в необыкновенном луче лежат в главной плоскости и параллельны оптической оси. Показатель преломления для необыкновенного луча не зависит от направления.
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Кристаллическая пластинка между двумя поляризаторами:
Двойное лучепреломление.
Крахалев М.Н.
Кристаллическая пластинка между двумя поляризаторами (продолжение):