Некоторые применения поляроидов.

Современные применения поляроидов:

• Солнцезащитные и антибликовые очки;

• Поляроидные фильтры в фотоаппаратах;

• Обнаружение дефектов в изделиях из прозрачного материала;

• Жидкокристаллические мониторы;

• Стереомониторы и стереочки.

5.2. Поляризация посредством отражения.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков (например, воздуха и стекла), то часть его отражается, а часть преломляется в распространяется во второй среде. Устанавливая на пути отраженного и преломленного лучей анализатор (например, турмалин), убеждаемся в том, что отраженный и преломленный лучи частично поляризованы: при поворачивании анализатора вокруг лучей интенсивность света периодически усаливается и ослабевает (полного гашения не наблюдается!). Дальнейшие исследования показали, что в отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рисунке они обозначены точками), в преломленном — колебания, параллельные плоскости падения (изображены стрелками).

Степень поляризации (степень выделения световых волн с определенной ориентацией электрического (и магнитного) вектора) зависит от угла падения лучей и показателя преломления. Шотландский физик Д. Брюстер (1781—1868) установил закон, согласно которому при угле падения i_B (угол Брюстера), определяемого соотношением

(n₂₁ — показатель преломления второй среды относительно первой), отраженный луч является плоско поляризованным (содержит только колебания, перпендикулярные плос­кости падения). Преломленный же луч при угле падения i_B поляризуется максимально, но не полностью.

Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и прело­мленный лучи взаимно перпендикулярны (tgi_B = sini_B/cosi_B, n₂₁=sini_B/sini₂ (i₂ — угол преломления), откуда cosi_B=sini₂). Следовательно, i_B + i₂ = p/2, но i’_B = i_B (закон от­ражения), поэтому i’_B + i₂ = p/2.

Степень поляризации отраженного и преломленного света при различных углах падения можно рассчитать из уравнений Максвелла, если учесть граничные условия для электромагнитного поля на границе раздела двух изотропных диэлектриков (так называемые формулы Френеля).

Степень поляризации преломленного света может быть значительно повышена (многократным преломлением при условии падения света каждый раз на границу раздела под углом Брюстера). Если, например, для стекла (п= 1,53) степень поляриза­ции преломленного луча составляет »15%, то после преломления на 8—10 наложенных друг на друга стеклянных пластинок вышедший из такой системы свет будет практически полностью поляризованным. Такая совокупность пластинок называется стопой. Стопа может служить для анализа поляризованного света как при его отражении, так и при его преломлении. По изменению поляризации света при отражении от поверхности можно судить о структуре поверхности, оптических постоянных, толщине образца.

Поляризация посредством отражения.

5.3. Поляризация посредством преломления.

Схема поляризации света посредством преломления.

Световой луч   поляризуется не только при отражении, но и при преломлении. В этом случае в качестве поляризатора и анализатора используется стопка сложенных вместе 10—15 тонких стеклянных пластинок, расположенных к падающим на них световым лучам под углом в 57°.

Для опытов с поляризованным светом мы построим несколько приборов. Так как поляроидные пленки приобрести очень трудно, в наших приборах в качестве поляризаторов и анализаторов мы используем черное стекло и стопки стеклянных пластинок.

Для постройки простейшего полярископа необходимо сделать два черных зеркала. Для этого возьмем две стеклянные фотопластинки размером 9X12 см, смоем с них эмульсию, тщательно протрем « с одной стороны покроем пластинки тонким слоем асфальтового лака. Когда лак просохнет, мы получим прекрасный поляризатор и анализатор. Пластинки устанавливают в приборе, изображенном на рисунке. Прибор представляет собой два деревянных или картонных ящичка, поставленных один на другой. Верхний ящик не имеет правой стенки и дна, а нижний — не имеет левой стенки и верхней крышки, вместо которой укреплена стеклянная прозрачная пластинка (непокрытая лаком), которая будет служить основанием для исследуемых объектов. В нижнем и верхнем ящиках под углом в 57° параллельно друг другу укреплены черные зеркала. Своей стеклянной. поверхностью зеркала обращены к открытым сторонам ящиков. После установки зеркал открытую боковую сторону нижнего ящика закрывают матовым стеклом. Стекло необходимо установить так, чтобы при случае его можно было вынуть.