47.Получение плоско поляризованного света.
Устройство, служащее для преобразования естественного света
в поляризованный, поляризатором. В основе действия поляризаторов
лежат физические явления, такие как преломление на границе 2-х
диэлектриков, двойное лучепреломление или дипроизм кристаллов. 1) первое поляризующее устройство – стопа столетова. Оно представляет
собой совокупностьодинаковых стеклянных пластинок, расположенных так,
что световая волна, падающая на первую пластинку под углом Брюстера
преломляясь, попадает на 2-ую, 3-ю и т.д. пластинку под углом Брюстера.
В результате многократного преломления волна, выходящяя из стопы,
будет полностью поляризована в плоскости, перпендикулярной
плоскости
падения.
2.) Призма Николя или Николь. В основе – явление двойного лучепреломления.
По диагональной плоскости BD призма распиливается и склеивается оптически
анизотропном веществом - канадским бальзамом. Естественный свет, падающий
на грань AB раздваивается и получается обычная и необычная волна. Показатель
преломления обычной волны в канадском бальзаме больше, чем в исламском
шпаде, поэтому на границе с канадским бальзамом обычная волна претерпевает
полное внутреннее отражение, и гасится по краю призмы. Так что из призмы
в
ыходит
полностью поляризованная обычная
волна.
,
Поляроиды. В основе: явление дихраизма,
т.е. неодинаковой степени поглощения
обычной и необычной волны. Пример: исламский шпат. Плостинка исламского шпата
толщиной в 1 мм, полностью задерживает обычную волну и не пропускает необычную.
Устройства, служащие для анализа степени поляризации света, называются
анализаторами. В качестве анализаторов используются те же приспособления,
что и для поляризации света
Плоскополяризованный свет получают с помощью двоякопреломляющих кристаллов.
Для этого достаточно один из поляризованных лучей каким-нибудь образом погасить,
тогда другой луч даст полностью поляризованный свет. Существует множество конструкций
( по типу призмы) для получения поляризованного света из кристаллов исландского шпата.
В практике минералогических исследований широко применяются поляроиды, они дают
до 95 % поляризованного света. Их устройство основано на следующем явлении. В оптически
анизотропных кристаллах поляризованные лучи света поглощаются неравномерно. [2]
Плоскополяризованный свет характеризуется тем, что электрический вектор колеблется в одной плоскости,
проходящей через направление луча.
48.Явление двойного лучепреломления.
Двойно́е лучепреломле́ние — эффект расщепления в анизотропных средах
луча света на две составляющие. Впервые обнаружен на кристалле исландского шпата.
Если луч света падает перпендикулярно к поверхности кристалла, то на этой поверхности
он расщепляется на два луча. Первый луч продолжает распространяться прямо, и
называется обыкновенным , второй же отклоняется в сторону, нарушая обычный
закон преломления света, и называется необыкновенным
Направление колебания вектора электрического поля необыкновенного луча лежит в
плоскости главного сечения (плоскости, проходящей через луч и оптическую ось кристалла).
Оптическая ось кристалла - направление в оптически анизотропном кристалле, по которому
луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления.
Нарушение закона преломления света необыкновенным лучом связанно с тем, что скорость
распространения света (а значит и показатель преломления) волн с такой поляризацией, как
у необыкновенного луча, зависит от направления. Для обыкновенной волны скорость
распространения одинакова во всех направлениях.
Качественно явление можно объяснить следующим образом. Из уравнений Максвелла для материальной
среды следует, что фазовая скорость света в среде обратно пропорциональна величине диэлектрической
проницаемости ε среды. В некоторых кристаллах диэлектрическая проницаемость — тензорная величина —
зависит от направления электрического вектора, то есть от состояния поляризации волны, поэтому и фазовая
скорость волны будет зависеть от ее поляризации.
Отрицательные кристаллы — одноосные кристаллы, в которых скорость распространения обыкновенного
луча света меньше, чем скорость распространения необыкновенного луча. В кристаллографии Отрицательными
кристаллами называют также жидкие включения в кристаллах, имеющие ту же форму, что и сам кристалл.
Положительные кристаллы — одноосные кристаллы, в которых скорость распространения обыкновенного луча
света больше, чем скорость распространения необыкновенного луча
Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристалла. Диэлектрическая проницаемость ε – зависит от
направления. В одноосных кристаллах диэлектрическая проницаемость в направлении оптической оси εх и в
н
аправлениях,
перпендикулярных к ней εy,
имеет разные значения.
С
корость
распространения обыкновенного луча
, а необыкновенного
Показатель преломления обыкновенного луча
Показатель преломления необыкновенного луча
Кристаллы, обладающие двойным лучепреломлением, подразделяются на одноосные и двуосные.
У одноосных кристаллов один из преломленных лучей подчиняется обычному закону преломления,
в частности он лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью к преломляющей поверхности.
Этот луч называется обыкновенным и обозначается буквой о. Для другого луча, называемого
необыкновенным (его обозначают буквой е), отношение синусов угла падения и угла преломления
не остается постоянным при изменении угла падения. Даже при нормальном падении света на
кристалл необыкновенный луч, вообще говоря, отклоняется от нормали (рис. 6.3).
Любая плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением,или
главной плоскостью кристалла..Исследование обыкновенного и необыкновенного
лучей показывает, что оба луча полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных
направлениях (см. рис. 6.3). Плоскость колебаний обыкновенного луча перпендикулярна к
главному сечению кристалла. В необыкновенном луче колебания светового вектора
совершаются в плоскости, совпадающей с главным сечением. По выходе из кристалла оба
луча отличаются друг от друга только направлением поляризации, так что названия
«обыкновенный» и «необыкновенный»
луч имеют смысл только внутри кристалла.