Файл: Большанина М.А. Распространение света в анизотропных средах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.07.2024

Просмотров: 154

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

-

ID3

-

кристалле оказываются, как

мы увидим дальше, некогерентньши и

не могут давать эллиптической

поляризации.

Обращаем внимание читателя

на

то,

что по выходе из кристалличес­

кой пластинки лучи в вакууме отличаются друг от друга только по­ ляризацией, но не скоростью.распространения.

5. Рассмотрим олучай прохондения лучей через две крист

ческие пластинки. В первой пластинке из естественного луча полу­ чится два поляризованных. На вторую пластинку падают уже поляри­ зованные лучи. Каждый из них во второй пластинке разделится сно­

ва на два. Получится четыре луча. Однако: в некоторых случаях вместо четырех лучей может получиться два.

В самом деле, пусть плоскости главных сечений пластинок совпадают. Тогда вышедший из первой пластинки обыкновенный луч

имеет колебания, перпендикулярные плоскости главного сечения пер­ вой пластинки. Очевидно, ввиду параллельности главных сечений

пластинок, эти колебания будут

также перпендикулярны и плоскости

главного

сечения второй пластинки, и луч пройдет как обыкновен­

ный луч

через вторую пластинку

без разделения на два. Точно так

же луч,

который в первой пластинке распростронялся как необыкно­

венный,

окажется и для второй пластинки тоже необыкновенным и

пройдет

без разделения на два.

Таким образом, получится не четыре,

а два луча.

Теперь повернем вторую пластинку так, чтобы ее плоскость главного сечения оказалась перпенд окулярной плоскости главного сечения первой пластинки. Тогда тот луч, который распространялся

в первой пластинке как обыкновенный, во второй пластинке будет распространяться как необыкновенный, так как его колебания в этом случае будут лежать в плоскости главного сечения.

Но кристалл пропускает такие колебания без разделения на два.


Луч,

бывший необыкновенный в первой пластинке, пройдет в качестве

обыкновенного без

разделения во

второй пластинке. Опять получит­

ся два луча,

а

не

четыре.

 

 

Рассиотрии случай нормального падения лучей (рис.26). Вра­

щая

одну из

пластинок вокруг падающего луча, на будеи иметь то

четыре пятна

на экране, то два.

из них затухнут,.то опять появит­

ся четыре луча,

затем затухнут

два другие при каждом повороте на

90°.

 

 

 

 

 

Практически

такие

опыты на пластинках не удаются, так нак расхож­

дение лучей слишком мало. Их приходится делать с призмами Рошона или Волластона.

§ 21. Интенсивность поляризоваиных_луче й_в_кшсталле._

Закон Маліп

До сих пор мы не касались интенсивности двух лучей, полу­

чившихся при двойном лучепреломлении. Между тем - этот вопрос очень важен.

Интенсивность света пропорциональна, квадрату амплитуды

или вектора Е или вектора (только коэффициенты пропор-

циональности будут разные), для нас сейчас это неважно^ запишем,

это в таком виде ;

Следовательно, задача сводится к определению амплитуд двух пре­ ломленных лучей по амплитуде падающего света.

При таких вычислениях удобно пользоваться графическія способом

нахоидения амплитуд. Рассмотрим этот широко употребляемый спо­

соб. Возьмем

поверхность волны и нормаль к ней или луч и перпен­

дикулярную к

нему плоскость ( в н ) (рис.30).


-Д 0 5 -

а

ß

■о іа оскость, проходящая

через

нормаль и оптическую ось 00'

т .е . главное сечение кристалла, перпендикулярна

плоскости волны

ЯЪСФ (ри с.30,а ) .

 

 

 

Колебания в обыкновенной волне происходят

перпендикулярно

плоскости главного сечения.

Через

Во обозначена их амплитуда.

Колебания в необыкновенной волне происходят в плоскости главно­ го сечения и в то хе время лежат в плоскости волны (речь идет здесь о векторе 0 ) { то не самое нужно сказать про вектор Е ,

если взять луч

и плоскость М )

. Амплитуда этих колебаний

обозначена

через B e

.

 

На рис.

3Qb изображен вид

сверху нг плоскость ЯѢСЮ .

Точка О

- след нормали (луча),

перпендикулярной к плоскости

чертежа. <РФ - след плоскости

главного сечения. По направле­

нию днр

происходят колебания

в необыкновенной волне. Перпен­

дикулярно

к ним - . в

обыкновенной. Способом изображенияамплитуд

на рис. 30 в

мы и будем пользоваться в дальнейшем.



- ІОб - -

Предполозим, что на кристаллическую пластинку падает поля-

OJUg .

Обозначим угол мекду направлением колебаний в падающей .

волне

ОМ и плоскостью главного сечения чере$

.«Тогда для

амплитуд

обыкновенной волны

а0 и необыкновенной

получим

очевидные

соотношения:

 

 

 

 

а 0 = а S in

Ч,

 

ае = аСод У ,

а для их интенсивностей

7 о = < 7 .С ? 5 іп г¥,

7 е =

.

Но интенсивность падающей волны равна

7 = с ( а 2

'

Значит,

% = J s it iV

(69)

Или

= 7Со?У;

- 107 -

#

= Ф ? .

 

 

(70) -

 

 

 

В последних двух формулах и содержится закон Иалв.

 

При выводе этих

формул мы предполагали,

что поглощение в

кристалле отсутствует. Если оно

существует, то

оно может внести

существенные поправки, так как

коэффициенты поглощения для обык­

новенного и необыкновенного лучей могут быть неодинаковыми

и кро-

 

*

Это явление носит название

дих­

ае того зависят от длины волны.

роизма. В турмалине,

например,

необыкновенный луч поглощается

•почти полностьп во всей видимой области, а для обыкновенного лу­

ча турналин ппозрачен только в келтозеленпй области.

Рассмотрим

случай, когда на пластинку падает естественный

лучііП оскаіьку

в

естественном луче имеотся

всевозможные колеба­

ния, то ясно,

что амплитуда того и другого

поляризованного луча

в среднем будет одинакова. Естественный луч разделится на два луча одинаковой интенсивности.

Здесь необходимо остановиться на вопросе о природе естест­

венного луча. Лвбой осциллятор в светящемся

теле совершает линей-

•но-пожяризованные колебания .

Эти колебания нарушается в резуль­

тате тепловых взаимодействий с соседями. Судя по когерентной

длине в явлениях интерференции, такие

нарушения происходят через

1СГ®-10“^ секунды. При нарушении колебания происходит скачком

изменение фазы колебания и его

направления,

т .е . поляризации лу~

ча. Итак, в

естественном луче

 

Q

_7

каждые 10 -ТО

сменяется фаза и

направление

поляризации. Когда такой луч в

кристалле разделяео-

ся на два,

то эти два луча, будучи когерентными по фазе, будут,

однако, некогерентными по амплитуде.

В самом деле, вектор О-М

на рис.31 хаотически меняет свое направленье. Следовательно,

так же хаотически меняются амплитуды

$ о

и