Файл: Большанина М.А. Распространение света в анизотропных средах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2024
Просмотров: 150
Скачиваний: 7
- 136 |
- |
, |
Мы рассмотрим только один простейший случай. |
||
Пусть одноосная пластинка вырезана |
так, |
что ее преломляющая поверх |
ность перпендикулярна оптической оси. Будем освещать пластинку пуч ком поляризованных сходящихся лучей. Для получения интерференции употребляется схема, изображенная на рис. 46 .
Источником света слунит |
широкая поверхность |
.находяща |
яся' в фекальной плоскости линзы |
(подобно тому,, |
как ото де |
лается для. наблюдения кривых одинакового наклона в изотропных плас тинках). Широкий пучек лучей, исходящий из лабой точки светящей- •
ся поверхности, превращается линзой |
|
в параллельный, пучек |
|
|||||
данного |
наклона, |
который линзой |
собирается |
на экране |
• |
|||
. |
помещенном в |
ее |
фокальной |
плоскости. |
|
|
||
Буквами |
<Р ,М |
и |
J t |
на рис. |
обозначены |
соответственно |
|
|
поляризатор, кристаллическая пластинка и анализатор. |
|
|||||||
Случай падения лучей наклонно на пластинку, |
вырезанную перпенди- |
г |
||||||
кулярно |
оптической оси,изобраыен на рис.47. |
3 кристаллической |
|
пластинке будут распространятся дзе волны с разными скоростями.
Обыкновенный и необыкновенный лучи в кристалле идут не параллель но.
Разность хода будет зависеть от угла падения лучей. Ее цокно найти из. рис. 47 .
-/137 -
Луч света, идущий в кристалле под углон Y ' к нормали,
проходит в пластинке путь £> , равный
cL .
C o & V ' *
Тогда разность фаз между лучами будет
й 9 - Щ ^ ( п , - п 0).
Или
Все лучи, падающие под |
одним и тем не углом |
Ü , имеют одну и |
|
ту же разность фаз и, |
следовательно, |
дадут одну и ту не интер |
|
ференционную картину. |
Если ось пучка |
света, |
падающего на плас |
тинку, перпендикулярна |
к пластинке, |
то нужно ожидать появления |
интерференционных колец. Однако, дело этим не ограничится. Карти-
на будет более сложная.
Рассмотрим более детально картину интерференции. На рис. 48 изображен пучек поляризованных лучей, падающих на пластику.
Оптическая ось пластинки пустъ будет ОМ,Пусть плоскость^
чертежа будет плоскостью главного сечения николя-п оляри затора.
Тогда все выходящие из него лучк имеют колебания, параллельные '
\плоскости чертежа. Это очень важно помнить при разборе интерфе ренционной картины.
I
- 138 -
Рассмотрим лучи, распространяющиеся в вертикальной плос кости. Представителем их является луч 0 £ , . Плоскостьв главного сечения пластинки для этого луча; будет плоскость чертена О І Д
Колебания в луче дбват в плоскости ^главного сечения пластинки.
Поэтому лн пройдет пластинку как:яеобыкновенный луч без разделения
на два луча. Интерференция будет |
отсутствовать, и, если Николи |
||||||
поставлегік на |
темноту, |
то на экране будет |
темное пятно. |
Так как |
|||
о т о имеет шесто для всех лучей, лежащих в |
вертикальной |
плоскости, |
|||||
то на экране получится вертикальная темная полоса. |
|
||||||
Рассмотрим, лучи, идущие'в горизонтальной плоскости, нап |
|||||||
ример, 0 L |
. Для них плоскость® |
главного сечения плас'тинки будет |
|||||
плоскость |
0 1 г М , |
т .е . плоскость, |
перпендикулярная |
чертежу. |
|||
Колебания |
в луче |
лекат в плоскости главного сечения нйколя- |
|||||
поляризатора, т .е . в вертикальной |
плоскости. |
|
|||||
Следовательно, |
колебания |
в луче |
О А перпендикулярны |
||||
плоскости |
главного сечения пластинки, к луч пройдет пластинку как |
обыкновенный без разделения. Опять интерференции не будет. Это
-ІЪ 9 -
относится ко всей лучам, распространяющийся в горизонтальной плос кости. На экране получится черная горизонтальная полоса.
Итак,' получится черный крест.
Рассмотрим луч Däß.^, идущий в наклонной |
плоокости d l s M . |
Зта заштрихованная на рис.48 плоскость является |
для этого луча |
плоскостью главного сечения.' Колебания в луче лежат в вертикальной
плоскости. |
Луч |
О |
/ , должен в пластинке разделиться на два луча, |
в одном из |
которых колебания лежат в плоскости 0 £ ЬМ (необык |
||
новенный луч), |
а |
во втором - перпендикулярно. этой плоскости. Эти |
два луча,будучи приведены никоден-анализатором к одному направле
нно колебаний, буду* интерферировать. Для кощгса лучей, падающих на пластинку под одним и тем же углом, получится окружность, окрас
ка которой будет зависеть от угла падений. Для других растворов ко
нуса получатся округлости другой окраски. В конечной итоге интер
ференционная картина будет представлять систему цветных колец, пе ресеченных темным црестои.Цря повороте николя-анализатора на 90°
цвет колец будет изменяться на дополнительный, а черный крест превращаться в- белый.
Если пластинка вырезана параллельно оптической оси, то
получаются цветные кривые, похожие на лперболы.
Ин не будеы разбирать случайдвуосдах кристаллов ввиду
его гсд'ояноста. Приведен только фотографии интерференционной кар тины. На рис.39 приведена картина згатерференцаи в сходящихся лу чах в одноосной нршгтаяле, н&реза-ннон перпендикулярно оптической беи. ЕпсЛО изображает картину’ в сходящихся лудах для двуосного кристалла, причем биссектриса утла нейду оптическими осями перпен дикулярна к .пластинке. Наконец, рис.51 относится к случав, когда двуосная лластішка вырезана перпендикулярно одной'-из оптических осей.^моуяки заимствованы из Е 93. Все три случая соответствуют
- 140 -
скрещенный никодни. По таким характерным картинам можно установить,
является - ли кристалл одно - или двуосным и как ориентированы его оси. Такие фигуры широко используется минералогами для анализа ми-
Для получения хороших фигур при интерференции в сходя щихся лучах нужно соблюдать некоторые условия.
Первое из этих условий заклинается в правильном подборе толщины
•пластинки. Этот вопрос был подробно рассмотрен для случая интерфе
ренции в параллельных лучах. В слишком тонких пластинках в поле
зрения может Ее оказаться пи одного интерференционного кольца. В
слишком толстой пластинке кольца (или другие кривые одинаковой разности хода) могут быть расположены так тесно, что максимумы и минимумы сольются.
Второе условие связано с т: и, что хотя поверхности двух волн, обыкновенной и необыкновенной, параллельны, однако, соответ
ствующие им лучи в пластинке непараллельны. Хотя по выходе из плас
тивки лучи окажутся параллельными, но они будут смещены друг отно сительно друга. Для интерференции же необходимо, чтобы пучки обык
новенных и необыкновенных лучей перекрывались. Поэтому необходимо употребл'ть широкие пучки падающих на Пластинку лучей. Сфокусиро-
■staAndS на экране, они будут интерферировать. Отсюда следует, что
в качестве источника света необходимо взять светящуюся поверхность достаточно большой протяженности, помещенную в фокальной плоскос-
ти'первой линзы.
Наконец; для увеличения интенсивности и для того, чтобы получить достаточно большое число кривых одинакового наклона,
нужно большое увеличение микроскопа (достоточно большой диапазон углов падения).
Очевидно, что эта методика походит на методику получения кривых одинакового наклона в тонких пластинках
§ 2 7 . Применение_поляризованных лучей. |
|
|
Поляризованные лучи имеют огромное число, |
применений, о |
|
чем уже упоииналрсь в § 23. |
|
|
I . Рассмотрим некоторые из них. Мы для этой |
цели |
воспользовались |
прекрасной книгой іерклиффа "Поляризованный |
сзе т " . В ней приве |
|
дена библиография из 527 названий. |
|
|
- 142 -
Как в науке, так и в практике приходится часто применять
регулирование интенсивности света. Для этой цели удобно применять либо два поляроида, либо два николя. Такое устройство удобно, так
как интенсивность |
можно изменять |
очень плавно, причем в огромное |
||
число раз. |
|
|
|
|
Из бытовых применений упомянем оснащение^кон вагонов и |
||||
судов парами поляроидов. Вращая |
один из них, |
пассажир может полу |
||
чить желаемее освещение. |
|
|
||
В 1938 г . |
впервые |
в США были применены такие |
устройства в вагонах |
|
железной дороги, |
а в 1953 г . на |
океанских судах США. |
||
Пара поляроидов применяется в солнечных очках, в секстан |
||||
тах для уменьшения яркости солнечного диска, |
при фотографировании |
|||
с искусственным освещением. |
|
|
||
Изменение |
интенсивности основано |
на законе Малю. |
2. Полезным прибором является поляризационный фотометр и спектро фотометр. Эти приборы служат для измерения коэффициента поглощения
интегрального или в различны* участках спектра.' Спектрофотометр
представляет |
собой спектрометр, снабженный двумя николями. Один из |
них закрывает |
все поле зрения, а другой - только половину*. Один из |
николей можно |
вращать, причем угол поворота отсчитывается на лим |
бе. Прибор снабжен ширмой для выделения необходимых частей спек тра. Кювета с жидкостью или пластинка изучаемого вещества должна
закрывать только половину поля зрения.
Другая половина закрыта николем. Раздвинув ширму, можно сначала
осмотреть весь спектр и выяснить, в каких участках имеются полосы поглощения. Затем,выделить один из этих участков ширмой и скомпен-
сировать уменьшение интенсивности от поглотителя в нижней части
поля |
зрения при помощи вращения николя, закрывающего верхнюю |
|
часть |
поля зрения. Тогда, очевидно, имеем: |
- |
ШИОШ* U X C R L