АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Поляризация при двойном лучепреломлении

Читайте также:
  1. III. Самостоятельное выполнение практических заданий (решить на двойном листочке)
  2. V3: Поляризация света
  3. Векторные волны. Поляризация.
  4. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
  5. Вопрос 2. Поляризация при прохождении света через некоторые кристаллы. Закон Малюса
  6. Вопрос 3. Поляризация света при его отражении и преломлении. Закон Брюстера
  7. Вторая мировая война и поляризация послевоенного мира. Внешняя политика СССР в 1945-1953 гг. «Холодная война».
  8. Групповая поляризация
  9. Деполяризация постсинаптической мембраны
  10. Дипольно-релаксационная поляризация
  11. Диэлектрики. Свободные и связанные заряды. Поляризация диэлектриков. Роль диэлектриков в конденсаторе.
  12. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении: закон Брюстера.

При прохождении света практически через все прозрачные кристаллы наблюдается явление так называемого двойного лучепреломления. Это явление заключается в способности анизотропных (физические свойства зависят от направления) веществ расщеплять падающий световой луч на два луча, распространяющихся в разных направлениях с различной фазовой скоростью и поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях. В результате двойного лучепреломления при падении узкого светового луча на достаточно толстый анизотропный кристалл, например, исландский шпат, из него выходят два пространственно разделенных луча. Один из этих лучей является продолжением первичного и подчиняется обычному закону преломления (). Второй не подчиняется обычному закону преломления и даже при нормальном падении светового пучка на поверхность кристалла может отклоняться от нормали. Вышедшие лучи параллельны друг другу и падающему лучу. Первый из лучей называется обыкновенным (о), а второй – необыкновенным (е). Обыкновенный и необыкновенный лучи плоско-поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Это явление в 1669 году открыл датский физик и математик Эразм Бартолин (1625 – 1698) в опытах с исландским шпатом (CaCO3).

В любом анизотропном кристалле имеется, по крайней мере, одно направление, в котором отсутствует двойное лучепреломление. В этом направлении падающий пучок света не раздваивается и состояние его поляризации не изменяется. Это направление называют оптической осью кристалла. В природе существуют одноосные и двуосные кристаллы. Исландский шпат, турмалин, кварц – одноосные кристаллы. Слюда, гипс, топаз – двуосные. Ограничимся рассмотрением одноосных кристаллов.

Схематично распространение света в одноосном кристалле можно представить на рисунке.

В данном случае главным сечением является плоскость листа.

Исследования показали, что обыкновенный и необыкновенный лучи являются полностью поляризованными во взаимно перпендикулярных направлениях.

Плоскость, проходящая через направление луча света и оптическую ось кристалла, называется главным сечением или главной плоскостью одноосного кристалла. Электрический вектор в обыкновенном луче колеблется перпендикулярно главной плоскости, в необыкновенном – в главной плоскости. Оба луча, вышедшие из кристалла, отличаются друг от друга только направлением поляризации, так что названия обыкновенный и необыкновенный имеют смысл только внутри кристалла. Интересен случай падения света на пластинку перпендикулярно направлению оптической оси. При этом обыкновенный и необыкновенный лучи будут распространяться, не разделяясь, но с различной скоростью, из-за чего между ними возникает все возрастающая разность фаз.

Явление двойного лучепреломления используется для получения поляризованного света.

В некоторых кристаллах один из лучей поглощается сильнее другого. Это явление называется – дихроизм. Очень сильным дихроизмом в видимой области спектра обладает кристалл турмалина. В нём обыкновенный луч практически полностью поглощается на длине в 1 мм, а необыкновенный луч выходит из кристалла. В кристаллах сульфата йодистого хинина один из лучей поглощается на длине в 0,1 мм. Это явление используется для создания поляроидов. На выходе поляроида получается один поляризованный луч.

Часто в качестве поляроида используется призма шотландского учёного Николя (николь, призма Николя), которую он изобрёл в 1828 году.

Это призма из исландского шпата, разрезанная по диагонали и склеенная канадским бальзамом. Показатель преломления канадского бальзама лежит в пределах между значениями показателей преломления n0 и ne для обыкновенного и необыкновенного лучей в исландском шпате (n0 > n > ne). За счёт этого обыкновенный луч претерпевает полное внутреннее отражение на прослойке канадского бальзама и отклоняется в стороне. Попадая на зачернённую поверхность, он поглощается. Необыкновенный луч свободно проходит через эту прослойку и выходит из призмы.

Попытаемся объяснить явление двойного лучепреломления.

Двойное лучепреломление обусловлено анизотропией кристалла. В таких кристаллах относительная диэлектрическая проницаемость e зависит от кристаллографического направления в кристалле. В одноосных кристаллах e в направлении оптической оси и в направлениях перпендикулярных к ней, имеет различные значения: e|| и e^. В других направлениях e имеет промежуточные значения. Поскольку показатель преломления , а в диэлектриках m» 1, то . Следовательно, из анизотропии e вытекает, что электромагнитные волны разных направлений колебания вектора имеют разный показатель преломления и, следовательно, разную скорость распространения. Скорость распространения обыкновенного луча . Скорость необыкновенного луча , причём необыкновенный луч распространяется перпендикулярно оптической оси кристалла. В соответствии с этим одноосные кристаллы характеризуются показателем преломления обыкновенного луча и показателем преломления необыкновенного луча . В зависимости от того, какая из скоростей u0 или ue больше, различают положительные и отрицательные одноосные кристаллы. Если u0 > ue, то это положительный кристалл, если u0 < ue – отрицательный кристалл.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)