Интерференция поляризованного света

Известно, что явление интерференции возможно лишь при условии, что волны имеют одинаковое направление поляризации. Если же волны поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях, то они не могут давать интерференционную картину ни при какой разности фаз. Более того, интенсивность света вообще не зависит от разности фаз ортогональных компонент поля.

Отсюда следует, что обыкновенная и необыкновенная волны, распространяющиеся в анизотропном кристалле, не могут интерферировать между собой. Этот вывод подтверждается опытом. Наблюдения показывают, что при прохождении светового пучка через пластину прозрачного анизотропного кристалла его интенсивность не меняется, т. е. интенсивность света на выходе равна интенсивности входного пучка независимо от разности фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами в кристалле.

Фазовый набег, возникающий между обыкновенной и необыкновенной волнами в кристалле, влияет не на интенсивность, а на поляризацию света. Можно трансформировать изменение поляризации в изменение интенсивности, используя поляризационные приспособления. Наблюдаемые при этом явления изменения интенсивности света получили название интерференции поляризованного света.

Схема наблюдения интерференции поляризованных лучей показана на рис.1.20. Ее основными элементами являются источник света, поляризатор П, анализатор А и кристаллическая пластинка К. Обычно сначала устанавливают поляризатор и анализатор в «скрещенном» положении, т. е. так, что свет на экран не попадает. Если теперь в световой пучок между поляризатором и анализатором внести анизотропную кристаллическую пластинку, то система начнет пропускать свет, что будет заметно по появлению светового пятна на экране.

Если положения поляризатора и анализатора фиксированы, то интенсивность света на экране зависит от взаимной ориентации поляризатора и кристалла, а также от фазового набега δ, возникающего между обыкновенной и необыкновенной волнами в кристалле и определяемого формулой (1.15). В частности, если оптическая ось кристалла составляет угол π/ 4 с плоскостью поляризации падающего на него света и δ = π (полуволновая пластинка), то плоскость поляризации света поворачивается в пластинке на π /2, и вышедший из пластинки свет полностью пропускается анализатором. В этом случае свет на экране имеет максимальную интенсивность, равную интенсивности входного светового пучка. Если теперь поставить пластинку в целую длину волны (δ = 2π), но ориентацию оставить прежней, то вращения плоскости поляризации не происходит, и свет на экране не появляется.

Итак, согласно (1.15), фазовый набег, возникающий между обыкновенной и необыкновенной волнами в кристалле, зависит от материала пластинки, ее толщины, а также от длины световой волны λ. Поэтому, если в системе, показанной на рис.1.20, используется белый свет, то волны разных длин приобретают в кристалле разные фазовые набеги, т. е. по-разному изменяют состояние поляризации и, следовательно, по-разному пропускаются анализатором. Это приводит к тому, что свет, прошедший через систему, приобретает окраску. При изменении взаимной ориентации поляризатора и кристалла окраска изменяется.

Поиск по сайту: