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
|
- |
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 |
7е = 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 |
&е |