Файл: Большанина М.А. Распространение света в анизотропных средах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2024
Просмотров: 151
Скачиваний: 7
9 \ А |
|
Р \ |
у |
|
|
|
|
а г-а г |
|
а, |
|
|
|
|
|
А А |
/ |
|
|
|
|
|
|
А/ |
Р |
|
|
|
|
|
|
“I |
I) |
|
|
|
C) |
|
|
|
|
Рис. Uo |
|
|
|
|
|
Повернем анализатор |
так, что его |
плоскость |
главного сече- |
||||
ния -jлІА,JL составит |
угол |
9г |
с плоскостью сечения j99J поля |
||||
ризатора (или с направлением |
колебаний в поляризованном луче). |
||||||
Анализатор пропускает-только |
колебания |
с |
направлением л л |
: |
|||
Поэтому пройдет через анализатор луч с |
амплитудой |
0 .^ , равной |
|||||
проекции амплитуды |
0 ./ |
на |
направление |
ЛЛ . |
То есть |
|
|
0-2 =a,cei,f ч уі = сіа .і= л а ‘с>і.у1 |
|||||||
Или |
~7г -7,Coi.l f |
|
|
|
|
||
|
|
|
C |
7 I ) |
Ііы опять здесь встретились с законом Палю. Наконец, если повер нуть анализатор так, что его плоскость главного сечения будет перпендикулярна плоскости главного сечения поляризатора (или
.направлению колебаний поляризованного луча), то луч совсем не пройдет через анализатор, и поле зрения сделается темным.
Итак, поворачивая никодь-анализатор вокруг его оси, мы модем полностью погасить луч, если он поляризован. При этом мы легко устанавливаем направление колебаний в поляризованном
луче. Они, очевидно, перпендикулярны плоскости главного сечения
“ 122 “
анализатора при полной гашении луча, и совпадает с ник при на ибольшей яркости света при выходе из анализатора.
Так можно провести анализ линейно поляризованного луча.
Совокупностью двух николей или двух поляроидов можно вос
пользоваться для ослабления света в любой желательной степени.
Например, в фотометрах и спектрофотометрах используют ослабление света николями для компенсации поглощения в каком-либо веществе.
Существует много других примеров, когда необходимо плавно умень шать интенсивность света.
Обратимся к анализу эллиптически и циркулярно поляризован
ного света.
Николь-анализатор не может лтличить естественный луч от
циркулярно поляризованного. Как бы мы не вращали николь, интен
сивность света, прошедшего через анализатор, изменяться не будет.
Точно также эллиптически поляризованный свет нельзя при помощи
николя отличить от частично поляризованного.
Так как эллиптически (циркулярно) поляризованный луч полу
чается в результате |
сложения двух |
линейно поляризованных лучей |
с разностью фаз,не |
равной нулю,или |
целому числу £ , то fero мож |
но |
превратить в |
линейно поляризвванный, добавив к нему при помо |
|
щи фазовой пластинки,- |
разность фаз, дополняющей его разност.ф аз |
||
до |
целого числа |
< г |
* |
JL . |
Тогда можно провести его анализ вышеописан |
ным способом. Зная добавленную фазовой пластинкой разность фаз,
нетрудно вычислить разность фаз двух лучей в эллиптически или циркулярно поляризованном луче.
В циркулярно поляризованном луче разность фаз между обык новенным и необыкновенным лучами равна Ji-fZ. Следовательно, для его анализа достаточно взять пластинку в четверть волны.
В эллиптически поляризованном луче разность фаз может быть
- Л2Э -
любой, от Q до ОТ-* Конечно, невозможно готовить (разовые
пластинки для любой разности фаз. Поэтому'для анализа эллипти чески поляризованных лучей изобретены специальные компенсаторы.
Рассмотрим наипростейиий из них - компенсатор Бабине. |
||
Он состоит |
из двух кварцевых призм, |
склееных по диагональ |
ной плоскости, с |
взаимно перпендикулярными |
оптическими осями |
(рис.ч і) . |
|
|
'
N
JA/tUtlßiuyZCXU. |
|
\ V • |
• • |
п OAapä'foSaиный |
|
||
/і |
^ |
• • |
|
|
_ |
|
|
cßerfi |
|
-U. И — |
|
|
|
|
|
|
|
• . И |
|
|
Рис. |
4 І |
|
В первой призме лучи |
с колебаниями, перпендикулярными плос |
||
кости чертежа (обыкновенные |
для |
первой призмы), оперенаят в поло |
жительном кристалле луч с колебаниями вдоль оптической оси. Во второй призме лучи с колебаниями}перпендикулярными плоскости
чертежа.уже оказываятся необыкновенными и |
отстают от второго |
луча. Окончательная разность фаз равна |
|
Или |
|
■ л % |
о» |
Итак, в различных местах компенсатора имеется разная разность фаз.
Если.через такой компенсатор пропустить эллиптически поляризо-
- 124 -
ванные лучи, то к их разности фаз в разных местах компенсатора будет добавляться различная разность фаз самого компенсатора.
Найдутся такие места в компенсаторе, что суммарная разность фаз
окажется равной нули или целому числу $L . |
Такие лучи, соответ |
||||
ствующим поворотом николя можно погасить. |
|
|
|||
Итак, |
в поле |
зрения окажутся ряд темных равноотстоящих полос. |
|||
Зная |
oLy и |
d .£ в этих местах, зная IT.g и |
П.0 |
для кварца, мож |
|
но найти для |
этих мест А |
для компенсатора, |
а , ’следовательно, |
можно определить и искомую разность фаз в эллиптически поляризо^
ванном луче.
Все |
сказанное об анализе эллиптически поляризованных лучей г |
||
справедливо только для монохроматического света, |
так как разность |
||
хода зависит от длины волны и толщина пластинок в четверть - и |
|||
полволны |
для разных длин волн долина быть разной. |
Например, |
для |
пластинок |
из исландского шпата для желтых лучей |
(А =0,59 |
мк) |
толщина пластинки А/* равна 8 ,6 'І0 “^см, а для синих (А=054бмк) - 7 ,8 ‘ІСГ5 см.
Если освещать компенсатор Бабине не монохроматическим,а белым
светом, то получатся цветные, а не черные полосы. Среди них выделится только одна, соответствующая разности -фаз, равной нулю. Очевидно, разность фаз равна нулю для всех длин волн. Если поставить компенсатор Бабине между параллельными николями, то в этом месте появится белая полоса (остальные будут цветные'), если поставить его между скрещенными николями, то появится черная
полоса. Для |
компенсатора без кристаллической пластинки эта поло |
|||
са появится |
там, где с і ,~ а І г. |
|
|
|
Если же |
компенсатор употребляется вместе с |
исследуемой пластин |
||
кой, то |
суммарная разность фаз |
будет равна |
нулю для о і , ф о [ £ |
|
Таким образом, при пользовании |
белым светом надо при анализе |
- 125 -
ориентироваться на белую или черную полосу в компенсаторе Бабине.
§ 25. йнтеоференция параллельннх_полавизованных лучей.
Интерференцией поляризованных лучей широко пользуются на практике и в науке. Об этом мы скажем несколько поздне.е, а сейчас прежде всего рассмотрим какие условия необходимо соблюсти, чтобы интерференция оыла возможна. Лреяде всего необходимо создать меж
ду поляоизованными лучами разность хода. В 520 мы познакомились с методом получения разности фаз мекду обыкновенным к необыкновен ный лучами в пластинке, вырезанной параллельно оптической оси.
■Вторым условием является когерентность лучей.
В §.2І мы видели, что необходима когерентность не только по І&ое, но и по направлению колебаний, т .е . поляризации. Два
поляризованных луча, получившихся из естественного, не интерфери
рует, даже если их колебания свести к одному направлению . Интер
ферируют только лучи, получившиеся из поляризованного луча. ІХы
здзсь рассмотрим этот вопрос более подробно.
' Пусть на |
двупреломляющую пластинку, |
вырезанную параллельно |
|
оптической оси, |
падает |
естественный свет. |
Предположим, что 0 9 - |
слзд главного сечения |
пластинки (рис.ла), |
ОЛ-след главной плос- |
кости ниісоля-аналигз.-з'т'пт«