§4 Поляризаційні призми й поляроїди

Поляризаційними приладами називаються прилади, за допомогою яких із природнього світла можна, одержати пласко поляризований світло. В основі роботи поляризаційних приладів лежить явище подвійної променезаломлюваності.

Поляризаційні приладу діляться на призми й поляроїди. Призми діляться на поляризаційні призми (, що дають один пласко поляризований промінь) і подвійнозаломлюючі призми (два поляризовані промені у взаємно перпендикулярних площинах).

Поляризаційні призми використовують принцип повного внутрішнього відбиття звичайного променя. Повне внутрішньо відбиття спостерігається при падінні світла на границю роздягнула оптично більш щільного середовища з оптично менш щільним середовищем. При кутах падіння більших критичного iкр світло повністю відбивається, не переломлюючись. Інтенсивність відбитого світла в цьому випадку дорівнює інтенсивності падаючого світла.

Призма Николя  (шотл. вчений 1768—1851) являє собою подвійну призму з ісландського шпату, склеєну уздовж лінії АВ канадським бальзамом, з n =1,55. Оптична вісь 00' призми становить із вхідною гранню кут 48°. На передній грані призми природній промінь, паралельний ребру СВ роздвоюється на два промені: звичайний (no = 1,86) і незвичайний (ne = 1,51). При відповідному доборі кута падіння, рівного або більшого граничного (критичного) звичайний л у ч  випробовує повне внутрішнє відбиття ( тому що для нього канадський бальзам - менш щільне середовище), а потім поглинається зачерненою поверхнею СВ. Незвичайний промінь виходить із кристала паралельно падаючому лучу, незначно зміщаючись щодо падаючого ( через переломлення на гранях АС і ВД).

Подвійнозаломлюючі призми використовують відмінність у показниках переломлення звичайного й незвичайного променів, щоб розвести їх можливо далі друг від друга. Їх виготовляють їхнього ісландського шпату й скла, із двох призм ісландського шпату з перпендикулярними оптичними осями.

Подвійнозаломлюючі кристали мають дихроїзмом (ди - два, хром - колір) - показник поглинання світла залежить від орієнтації вектора , від напрямку  поширення світла в кристалі й довжини хвилі. Явище дихроїзма проявляється в різному фарбуванні кристалів по різних напрямках. Прикладом дихроїчного кристала є турмалін - одноосьовий кристал, у якому звичайний промінь поглинається в багато разів сильніше незвичайного.

Ще більш яскраво вираженим дихроїзмом володіють кристали герапатиту (сірчанокислого иод-хініну). Плівка герапатита товщиною ~ 0,1 мм повністю поглинає звичайні промені видимої області спектра. Дихроїчні кристали використовуються для виготовлення поляроїдів - тонкі кристалічні плівки, що дозволяють одержувати пласко поляризований світло.

§5 Аналіз поляризованого світла

Пласко поляризований світло усередині  кристалічної пластинки розділяється на звичайний і незвичайний. При виході із пластинки ці промені будуть складатися й давати еліптично поляризований світло:

Між звичайним і незвичайним променями в пластинці виникне

різниця ходу

або різниця фаз

Пластинка з

називається пластинкою у чверть хвилі (пластинкою ) (“+”для позитивних кристалів, “-” для негативних). Якщо, то рівняння на виході

Якщо світло падає на  пластинку  під кутом  α = 45°, то Е0 = Еей на виході буде циркулярно поляризований світло. Пластинка, у якої

 називається напівхвильовою пластинкою.

§6  Штучна оптична анізотропія

Ряд кристалів, що є ізотропними, у результаті зовнішнього впливу стають оптично анізотропними. Штучну анізотропію можна викликати:

1.  механічним впливом (стиском або розтяганням) кристалів кубічної симетрії, стекол до інших аморфних тел. У всіх випадках зовнішнього впливів речовина здобуває властивості одноосьового кристала ( тобто стає двулучепреломляющим), оптична вісь якого збігається з напрямком деформацій, електричного й магнітного поля.

де σ -  пружна деформація.

k1 - постійна, що характеризує речовина.

 При F=0 світло на екран не проходить. При F≠0 на екрані спостерігається інтерференційна картина.

3. електричним полем (ефект Керра - виникнення штучної оптичної анізотропії під дією електричного поля в рідинах, газах, аморфних тілах);

де Е - напруженість електричного поля,

k2 - постійна, що характеризує речовину

.

3. магнітним полем (ефект Коттона-Мутона) виникнення штучної оптичної анізотропії під дією магнітного поля в рідинах, стеклах, колоїдах„ Заходом виникаючої оптичної анізотропії служить різниця показників переломлення звичайного й незвичайного променів у напрямку, перпендикулярному оптичної осі.

де Н - напруженість магнітного поля,

k3 - постійна, що характеризує речовину

.

До списку лекцій

Головна