Навигация
Поляризація при подвійному променезаломленні. Поляроїди і поляризаційні призми
146177
знаков
1
таблица
7
изображений
2. Поляризація при подвійному променезаломленні. Поляроїди і поляризаційні призми
При проходженні світла через анізотропні кристали відбувається явище подвійного променезаломлення. Падаючий на кристал природний промінь ділиться на два плоскополяризовані – звичайний (0) і незвичайний (е). Звичайний промінь підкоряється закону заломлення. Незвичайний – ні; для нього показник заломлення різний в різних напрямках.
В кожному анізотропному кристалі існує напрямок (або два), вздовж якого подвійне променезаломлення не відбувається. Звичайний і незвичайний промені рухаються з однаковою швидкістю. Такий напрямок називається оптичною віссю кристалу. Існують одноосні кристали (кварц, ісландський шпат) і двоосні (слюда, гіпс). Довільна площина, яка проходить через оптичну вісь, називається головною площиною кристалу. На мал.5.17 
– оптична вісь, тому площина малюнка є головною площиною.
Подвійне променезаломлення лежить в основі роботи поляризаторів: поляризаційних призм і поляроїдів.
Поляризаційна призма Ніколя являє собою призму з ісландського шпату, розрізану по діагоналі і склеєну канадським бальзамом. Показ-ник заломлення канадського бальзаму n лежить між показниками заломлення 
і 
звичайного і незвичайного променів в кристалі (
). Кут падіння такий, що звичайний промінь зазнає на прошарку клею повне внутрішнє відбивання і не проходить крізь призму. З мал.5.17 видно, що призма Ніколя пропускає лише незвичайний лінійнополяризований промінь.
В деяких кристалах один з променів поглинається сильніше іншого. Це явище називається дихроїзмом. Так, наприклад, в кристалі турмаліну звичайний промінь на довжині 1 мм поглинається практично повністю. Таку ж властивість має поляроїд-целулоїдна плівка, в яку введена велика кількість однаково орієнтованих кристалів сульфату йодистого хініну.
3. Інтерференція поляризованих променів. Штучна оптична анізотропія
Звичайна і незвичайна хвилі, які поширюються в одноосному кристалі при падінні на нього природного світла, – некогерентні. Якщо ж на одноосний кристал падає лінійнополяризоване світло, то звичайна і незвичайна хвилі в кристалі будуть когерентні. Ці хвилі мають попарно когерентні складові кожного з цугів хвиль, які проходять через поляризатор. Інтерференція поляризованих променів має практичне застосування. Нехай плоскопаралельна пластинка, яка вирізана з одноосного кристалу паралельно його оптичній осі, знаходиться між двома ніколями (мал.5.19). На виході з пластинки між звичайною і незвичайною хвилями виникає різниця фаз
. (5.41)
Хоча ці хвилі після пластинки – когерентні, однак вони не можуть давати інтерференцію через те, що вони поляризовані у взаємно перпендикулярних площинах. Для спостереження інтерфере-нції цих хвиль необхідно за допомогою аналізатора виді- лити з них складові, які поляризовані в одній площині і тому здатні давати інтерферен-
цію.
Інтерференційна картина після аналізатора залежить від різниці фаз 
довжини хвилі 
падаючого світла, від кута 
між його площиною поляризації і оптичною віссю пластини, а також від взаємної орієнтації площин поляризації поляризатора і аналізатора.
Інтерференцію поляризованих променів спостерігають при штучній анізотропії, яка може бути зумовлена деформацією або електричним полем.
Зеебек і Брюстер (1816) відкрили явище фотопружності, яке полягає в тому, що оптично ізотропне тверде тіло під впливом механічної деформації стає оптично анізотропним (тіло набуває властивостей одноосного кристалу вісь якого направлена вздовж напрямку стиску або розтягу). Різниця показників заломлення 
де 
–нормальна напруга. Таким чином, помістивши деформоване тіло між поляризатором і аналізатором можна спостерігати інтерференційну картину. По вигляду інтерференційних смуг можна судити про розподіл напруг в досліджуваному тілі ( кожна ізохромата проходить через точки, в яких однакові). Оптичний метод вивчення на прозорих моделях розподілу внутрішніх напруг в деталях і конструкціях широко використовується в сучасній техніці і будівництві.
Штучна анізотропія, викликана електричним полем, була відкрита Кером (1875) і носить назву ефекту Кера. Схема його спостереження зображена на мал.5.20, де П і А – поляризатор і схрещений з ним аналізатор, К – комірка Кера (кювета з рідиною і плоским конденсатором). Під дією однорідного електричного поля ізотропна рідина набуває властивостей одноосного кристалу. При цьому
(5.42)
де 
–довжина хвилі світла у вакуумі, В – стала Кера, Е – напруженість електричного поля.
Анізотропія пояснюється тим, що рідина в електричному полі поляризується і набуває анізотропних властивостей. Орієнтація і дезорієнтація молекул відбувається на протязі 
секунди, тому при вимиканні електричного поля практично миттєво зникає світло після аналізатора, тобто комірка Кера працює як безінерційний світловий перемикач.
Похожие работы
... параметрів при термоциклюванні, а саме ця особливість є принциповою для практичного використання. Перспективними для вирішення проблеми деградації об’ємних матеріалів з ФПМН є склокерамічні матеріали на основі компонента з фазовим переходом метал-напівпровідник. Такі матеріали можна отримати за керамічною технологією. Важливою вимогою до них, окрім стабільної поведінки при термоциклюванні, є ...
... ій зоні. Для тіл, у яких ширина забороненої зони не перевищує 1 еВ, уже при кімнатній температурі в зоні провідності виявляється достатнє число електронів, а у валентній зоні – вакансій, щоб обумовити відносно високу електропровідність. Такі тіла звичайно називають напівпровідниками. Звідси стає ясним, що розподіл твердих тіл другої групи, на діелектрики й напівпровідників є чисто умовним. У ...
... заряджені дефекти впливають також на матричні елементи для переходів між нелокалізованими станами поблизу країв рухливості, створюючи флуктуації потенціалу. РОЗДІЛ 2 ФОТОІНДУКОВАНІ ЗМІНИ ОПТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ТОНКИХ ШАРІВ НЕКРИСТАЛІЧНИХ ХАЛЬКОГЕНІДІВ 2.1. Структурні одиниці та фізико-хіміні особливості некристалічних халькогенідів Структура склоподібних і аморфних халькогенідів може бути ...
... Висновки. Одним з перспективних напрямків сучасної фізики є дослідження поверхні твердого тіла та взаємодії поверхневих електромагнітних хвиль інфрачервоного діапазону з поверхнею та тонкими шарами напівпровідників . При взаємодії світлової хвилі з поверхнею твердого тіла виникає поверхнева електромагнітна хвиля. Квазічастинки, які відповідають цим коливанням, що мають змішаний електромагнітно- ...
0 комментариев