5.4 Прохождение света через антизотропную среду. Одноосные кристаллы. Обыкновенная и необыкновенная волны.

Анизотропная среда-попадая в такую среду, линейно поляризованный луч разделяется на 2 когерентных, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча. Вследствие различного состояния поляризации скорость их распространения в этой среде различна и между ними возникает разность фаз D, зависящая от расстояния, пройденного в веществе. Величина D будет определять состояние эллиптической поляризации; в частности, при D, равной целому числу полуволн, поляризация будет линейной.

Одноосные кристалы - кристаллы, в к-рых происходит двойное лучепреломление при всех направлениях падающего на них луча света, кроме одного, называемого оптической осью кристалла.

Обыкновенная волна - линейно поляризованная волна, распространяющаяся в одноосном кристалле, и поляризованная в плоскости, перпендикулярной к главному сечению кристалла. Обыкновенная волна распространяется в кристалле во всех направлениях с одинаковой скоростью и характеризуется постянным значением показателя преломления, обозначаемым n₀. Необыкновенная волна - линейно поляризованная волна, распространяющаяся в одноосном кристалле, и поляризованная в плоскости, совпадающей с главным сечением кристалла. Для необыкновенной волны скорость распространения зависит от направления распространения6 для нее значение показателя преломления, максимально отличающееся от n₀, обозначается n_e.

5.5Интерференция поляризованных волн.

Интерференция поляризованных волн-Интерференция света, явление, возникающее при сложении когерентных поляризованных световых колебаний . Наибольший контраст интерференционной картины наблюдается при сложении колебаний одного вида поляризации (линейных, круговых, эллиптических) с совпадающими азимутами. Ортогональные колебания не интерферируют. Так, при сложении двух линейно поляризованных взаимно перпендикулярных колебаний в общем случае возникает эллиптически поляризованное колебание, интенсивность которого равна сумме интенсивностей исходных колебаний.

5.6 Искусственная антизотропия. Эффект Керра. Вращение плоскости поляризации (оптическая активность, эффект Фарадея).

Искусственная анизотропия- При одностороннем растяжении или сжатии тело становится подобным одноосному кристаллу с оптической осью, параллельной направлению приложенной силы. Мерой возникающей при этом оптической анизотропии служит разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей. Опыт показывает, что эта разность пропорциональна напряжению   в данной точке тела. От этого напряжения будет зависеть разность показателей преломления:   , где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества.

Вращение плоскости поляризации поперечной волны — физическое явление, заключающееся в повороте поляризационноговектора линейно-поляризованной поперечной волны вокруг её волнового вектора при прохождении волны через анизотропную среду. Волна может быть электромагнитной, акустической, гравитационной и т. д., причиной поворота плоскости поляризации является набег разности фаз между циркулярно поляризованными составляющими линейно-поляризованной волны при её распространении в циркулярно-анизотропной среде. Для электромагнитных колебаний такая среда называется оптически активной (или гиротропной), для упругих поперечных волн — акустически активной. Известен также поворот плоскости поляризации при отражении от анизотропной среды.

Оптическая активность — это способность среды (кристаллов, растворов, паров вещества) вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (света). Метод исследования оптической активности — поляриметрия. Оптически активные вещества подразделяются на 2 типа.Относящиеся к 1-му из них оптически активны в любом агрегатном состоянии (сахара, камфора, винная кислота), ко 2-му — активны только в кристаллической фазе (кварц, киноварь). У веществ 1-го типа оптическая активность обусловлена асимметричным строением их молекул, 2-го типа — специфической ориентацией молекул (ионов) в элементарных ячейках кристалла (асимметрией поля сил, связывающих частицы в кристаллической решётке).

Эффект Керра — явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряженности приложенного электрического поля.

ne − no = Bλ0E2,

где λ0 — длина волны света в вакууме; B — постоянная Керра, зависящая от природы вещества, длины волны λ0 и температуры. Для большинства веществ B > 0, что означает их подобие оптически положительным одноосным кристаллам.