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

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

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

=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«