Imax и imin – max и min интенсивности света, соответствующие двум взаимно-перпендикулярным направлениям.

Явление поляризации света доказывают поперечных характер световых волн.

3.2 Поляризация при отражении и преломлении

Опыт показывает, что при падении естественного света на границу двух диэлектриков (например, воздух-стекло) отражённый и преломлённый луч оказывается частично поляризованными. Степень поляризации зависит от угла падения света. При некотором угле падения, называется углом Брюстера, отражённый луч оказывается полностью поляризованным. При этом оказывается, что: , где n – показатель преломления среды (диэлектрика): ( - угол падения светового луча, - угол преломления).

I, I' и I" – интенсивности падающего, отражённого и преломлённого лучей света соответственно.

Падение света под углом Брюстера (отражённый луч полностью поляризован, а преломлённый имеет преимущественную поляризацию в плоскости падения). При этом, угол между преломленным и отраженным лучами оказывается равным 90⁰

3.3 Двойное лучепреломление

Явление двойного лучепреломления заключается в том, что падающий на анизотропный (обладающий разными физическими свойствами по разным направлениям) кристалл, свет внутри кристалла разделяется на 2 луча. Эти лучи плоскополяризованы (плоскости поляризации взаимно ), и имеют разные скорости распространения. Один из лучей подчиняется обычному закону преломления и называется обыкновенным, другой – необыкновенным.

Для обыкновенного: Для необыкновенного:

Плоскостью падения принято называть плоскость, которая содержит падающий луч и к плоскости, на которую падает свет. Если в кристалле есть направление, распространяясь вдоль которого обыкновенный и необыкновенный луч не раздваивается (т.е. идут по одному направлению), то такое направление называется оптической осью кристалла. Плоскость, содержащая падающий луч и оптическую ось называют главной плоскостью (главным сечением) кристалла. Вектор обыкновенного луча имеет колебания главному, а необыкновенного || главному сечению, т.е. плоскость поляризации необыкновенного луча – это плоскость, параллельная главному сечению. Вследствие этого, необыкновенный луч при повороте кристалла поворачивается вместе с кристаллом. У одноосных кристаллов имеются и ,а у двуосных кристаллов оба луча – необыкновенные – .

3.4 Поляризационные приборы

1. Поляризованный свет можно получить, использовав двулучепреломления, если удалить из светового пучка один из лучей (обыкновенный или необыкновенный). Рассмотрим одну из таких возможностей, которая осуществляется с помощью, так называемой призмы Николя. Призма Николя вырезается особым образом из кристалла исландского шпата, обладающего двулучепреломлением. Две призмы из исландского шпата склеиваются канадским бальзамом. Канадский бальзам выбран в качестве склеивающего вещества потому, что коэффициент преломления его имеет значение, промежуточное между и . Благодаря этому необыкновенный луч отклоняется незначительно и проходит во вторую призму, а обыкновенный, для которого наблюдается явление полного внутреннего отражения на границе склейки, - удаляется из призмы.

2. Есть двулучепреломляющие кристаллы, в которых один из лучей поглощается сильнее другого. Это явление называется дихроизмом. Так, пластинка из кристалла турмалина толщиной в 1 мм полностью поглощает обыкновенный луч, что и позволяет использовать турмалин для поляризаторов. Целлофан или целлулоид с кристаллами герапатита при толщине 0,1 мм полностью поглощает обыкновенные лучи видимой части спектра. Недостатком таких способов получения поляризаторов является то, что полученный с их помощью поляризованный свет приобретает зеленоватую окраску (это явление окраски поляризованного света называется полихроизмом).

3.5 Интерференция поляризация света.

Искусственная оптическая анизотропия

В однородном изотропном теле может возникнуть анизотропия под действием либо механических усилий, либо под действием электрических или магнитных полей. Если в одних направлениях в теле будут действовать сжимающие усилия, а в других – растягивающие, то условия для распространения света по различным направлениям окажутся различными. Мерой возникающей анизотропии для распространения света оказывается разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей ( и ) а, следовательно, и разность хода обыкновенного и необыкновенного лучей. Т.к. эта разность хода зависит от λ, то если свести с помощью анализатора обыкновенный и необыкновенный лучи в одну плоскость, это осуществляется поворотом анализатора, можно наблюдать их интерференцию. При этом, линии одинаковой окраски оказываются линиями равного напряжённого состояния.

Поляризатор нужен для того, чтобы обыкновенный и необыкновенный лучи получить из одного луча (чтобы выполнилось условие когерентности для наблюдения интерференционной картины).

Искусственная анизотропия возникает в жидких и твёрдых диэлектриках при помещении их в электрическое или магнитное поле. В электрическом поле это осуществляется с помощью, так называемой, ячейки Керра.

Вещества приобретают свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает с направлением механической деформации , вектора напряжённости электрического или магнитного поля . Мерой, выражающей оптической анизотропию, является разность показателей преломления необыкновенного и обыкновенного лучей: .

Искусственная оптическая анизотропия может быть вызвана:

- механической деформацией ( - механическая деформация);

- электрическим полем;

- магнитным полем.