48. Поляризація світла. Поляризація світла при відбивання та заломлення. Закон Брюстера. Подвійне променезаломлення. Обертання площини поляризації. Властивості рідких кристалів та їх застосування.

Поляризація світла. Поляризація світла при відбиванні і заломленні. Як відомо, в розвитку вчення про світло явища інтерференції і дифракції свідчать про хвильову природу світла. Розрізняти світлові хвилі (поздовжні вони чи поперечні) дає змогу явище поляризації світла, звідки випливає, що світлові хвилі поперечні. Пізніше цей факт пояснила електромагнітна теорія світла.

Нагадаємо, що в поперечній хвилі вектор зміщення напрямлений перпендикулярно до променя хвилі, а в поздовжній він перебуває на промені хвилі. Тому поперечна хвиля щодо різних площин, проведених через промінь, має різні, а поздовжня хвиля - однакові властивості.

Світловий промінь, в якому електричні коливання відбуваються весь час тільки в одній площині, називається плоскополяризованим. Такий промінь характеризується площиною коливань, тобто площиною, в якій розміщується вектор Е. Зауважимо, що з історичних причин поляризований промінь нерідко ще характеризують площиною, перпендикулярною до площини коливання. Вона збігається з вектором Н і називається площиною поляризації.

Поляризоване світло можна дістати при відбиванні і заломленні або ж при проходженні світла через анізотропні середовища (це, наприклад, деякі кристалічні тіла, які мають різні властивості пропускання світлових хвиль залежно від напряму їхніх зміщень). Явища поляризації світла доводять, що світлові хвилі є поперечними.

Зауважимо, що око людини не відрізняє поляризованого світла від природного, тому для виявлення поляризованого світла потрібен інший аналізатор. Неважко зрозуміти, що ним може бути будь-яке із тих тіл або приладів, за допомогою яких дістають поляризоване світло. Прилади, за допомогою яких утворюється поляризоване світло, називають поляризаторами. Для них використовують так звані поляроїди та спеціальні поляризаційні призми.

Для більшості прозорих одноосних кристалів яскравість звичайного і незвичайного променів однакова. Але є такі кристали, в яких один з поляризованих променів вбирається значно сильніше, ніж другий. Явище неоднакового вбирання променів з різними напрямами площин коливання відносно оптичної осі кристала називається дихроїзмом

Рідкі кристали - це рідини, для яких характерним є певний порядок розміщення молекул і, як наслідок цього, анізотропія механічних, електричних, магнітних та оптичних властивостей. І хоч рідкі кристали поєднують у собі властивості твердого тіла та ізотропної рідини, електро- і магнітооптичні явища в них досить специфічні і, як правило, не мають відповідних аналогів у твердій та ізотропній рідкій фазах. Якщо немає зовнішніх дій. В рідких кристалах має місце анізотропія діелектричної проникності, магнітної сприйнятливості, електропровідності та теплопровідності.

Перші спостереження рідкокристалічних, або мезоморфних, властивостей провели наприкінці минулого століття австрійський вчений Ф. Рейнітцер і німецький вчений О. Леман. Рідкокристалічний стан речовини іноді називають мезоморфним, а рідкий кристал - мезофозою (“мезос” - проміжний).

Тепер відомо понад десять тисяч органічних сполук, які є рідкими кристалами. До них належать мило, віруси, білок в ядрі клітини, сполуки холестерину та інших стероїдів, антоціан у листі капусти, ДНК, мозок тощо.

У рідких кристалів після досягнення певної температури руйнується стан.

За способом одержання рідкі кристали поділяють на термотропні і ліотропні. Термотропні рідкі кристали утворюються при нагріванні твердих кристалів або охолодженні ізотропної рідини і існують у певному інтервалі температур. Ліотропні рідкі кристали утворюються при розчиненні твердих органічних речовин у різних розчинниках, наприклад у воді. Ліотропні рідкі кристали досить поширені у природі, особливо в живих організмах (мембрани клітин, віруси тощо).

Електричні властивості рідких кристалів лежать в основі широкого застосування. Рідкі кристали широко застосовуються в малогабаритних електронних годинниках, калькуляторах, вимірювальних приладах як індикатори і табло для відображення відповідної інформації. Це пов’язано з тим, що у рідкому кристалі зміна орієнтації поля вимагає електричної напруги порядку 1 В і потужності порядку 1мкВт, що можна забезпечити безпосереднім передаванням сигналів з інтегральних схем без їхнього додаткового підсилення.