Световая волна. Интерференция. Условие максимума при интерференции, страница 2

Е,Н,V.Естественный свет – это эл.магн.волна, которая вероятностным образом складывается из отдельных элементарных волн,испущенных атомом.Поэтому вектор Е,а,следовательно, и Н при распространении волны хаотически изменяет свое направление,оставаясь при этом перпендикулярным вектору V(скорости).Плоскость,проведенная через вектора Е и V называется плоскостью поляризации.В естественном свете плоскость поляризации изменяет направление хаотически. Если плоскость поляризации света имеет постоянную ориентацию в пространстве и времени, то свет (волна) называется плоскополяризованным.

Способы получения поляризованного света.

1.  Отражение.

При отражении света от границы двух диэлектриков свет частично поляризуется.Причем,отраженный луч может быть полностью поляризован, если выполняется закон Брюстера: (см. рис. 25.4 и рис.25.5 на стр.449 в учебнике Ремизова)

tg i_Б == n

n₂ ,n₁ –абсолютные показатели преломления

n-относительный показатель преломления

2. Дихроизм

Если среда имеет длинные молекулы, расположенные преимущественно параллельно друг другу длинными осями, то коэффициент поглощения света в такой среде зависит от направления вектора Е. Составляющие волны с вектором Е,перпендикулярным осям молекул,будут поглощаться больше, чем составляющие с вектором Е,параллельным осям молекул.Поэтому, свет, прошедший через такую среду, будет частично поляризован.

3. Двойное лучепреломление.

Явление двойного лучепреломления происходит в анизотропных средах, т.е. в средах, в которых число узлов кристаллической решетки на единицу длины (плотность узлов) различна по трем координатным осям (X,Y,Z). Вследствие этого характеристики среды (скорость света, модуль упругости, коэффициент теплопроводности и т. п.) различны по разным осям. Однако, в такой среде имеются направления – оси симметрии -, которые называются также оптические оси. Пусть на анизотропную среду падает естественный свет. Плоскость, проведенная через оптическую ось и падающий луч, называется главной плоскостью (см. рис. 25.7 на стр.451 в учебнике Ремизова). Входя в анизотропную среду, луч разделяется на два равных по интенсивности луча. У одного луча вектор Е перпендикулярен главной плоскости, у другого луча вектор Е лежит в главной плоскости. Т. к. показатель преломления зависит от угла между вектором Е и оптической осью кристалла, то для первого луча этот угол всегда равен 90 градусов и не зависит от угла падения. Поэтому для этого луча показатель преломления n₀ =const и луч называется оринарным (обыкновенным). Для другого луча вектор Е которого лежит в главной плоскости, угол между вектором Е и оптической осью зависит от угла падения, следовательно, для этого луча показатель преломления n_e =f(α) ≠ const. Этот луч называется экстраординарным. Очевидно, что есть среды у которых  n_e > n₀

(v₀ >v_е ) – положительные кристаллы (кварц), и среды, для которых

n_e < n₀  (v₀ < v_е )- отрицательные кристаллы (исландский шпат). Для получения пространственно разделенных плоско поляризованных лучей используют поляризационные призмы.

Призма Николя.

Сделана из исладского шпата – отрицательного кристалла, для которого n_e < n₀ . Призму разрезают и склеивают клеем, показатель преломления которого n_{k ,} n₀ > n_k > n_e. Поэтому ,естественный луч, входя в призму разделяются на два плоско поляризованных луча.

Затем экстраординарный луч, входя в клей, идет из оптически менее плотной среды, в оптически более плотную среду, преломляется и проходит дальше. Обыкновенный луч проходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду (из призмы в клей), поэтому испытывает полное внутреннее отражение (углы подобраны так, чтобы угол падения ординарного луча на клей был больше предельного угла). Для анализа поляризованного света используют также поляризатор.(см. рис. 25.9 на стр.451 в учебнике Ремизова ).

Закон Малю (Малюса).

Если плоско поляризованный свет с амплитудой Е₀ падает на анализатор, то через него пройдет только Е – проекция Е₀ на главную плоскость анализатора. Е= Е₀ cosφ  φ – угол между главными плоскостями анализатора и поляризатора. Т. к. интенсивность I приблизительно равна Е² , то I= I₀ cos ² φ.