Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 108

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 102 103 104 105 106 107 < 108 > 109 110 111 112 113 114 .. 185 >> Следующая

положительным (пх = пу ее= п0 <пг =¦ пе). Если же vx = vy < vz, то сфера
расположена внутри эллипсоида вращения (рис. 10.11) и такой кристалл
(например, исландский шпат) называется отрицательным (п0 > пе).
9*
259
Различное поведение обыкновенного и необыкновенного лучей обусловлено
различной ориентацией электрического вектора * относительно оптической
оси кристалла. Электрический вектор обыкновенного луча колеблется
перпендикулярно оптической оси. Поэтому при любом направлении
распространения обыкновенного луча взаимная ориентация электрического
вектора и оптической оси остается неизменной, что приводит к
независимости скорости распространения обыкновенного луча от направления
{vx = vy = v0).
В необыкновенном луче электрический вектор расположен в главном сечении
(плоскости, проходящей через оптическую ось кристалла и падающий луч). В
результате этого в зависимости от направления распространения
необыкновенной волны угол между электрическим вектором и оптической осью
меняется от 0 до 90°, что приводит к изменению скорости распространения
необыкновенного луча vz = ve от некоторого максимального или минимального
(в зависимости от знака кристалла) значения скорости ve до значения
скорости обыкновенного луча v0. Соответственно показатель преломления для
необыкновенного луча в зависимости от направления распространения в
кристалле принимает значения между п0 и пе. Например, для исландского
шпата (отрицательный кристалл) "о = 1,658; пе = 1,486.
В заключение покажем, исходя из лучевых поверхностей в одноосных
кристаллах, что двум лучам со скоростями v's и v's, идущим по одному и
тому же направлению S1)2, соответствуют два не параллельных между собой
плоских фронта со скоростями распространения v'n и v"n и с нормалями Nx и
N2- С этой целью направим из некоторой точки О кристалла (рис. 10.12) луч
света S1)2. Очевидно, что в этом направлении луч распространяется с двумя
различными скоростями v's и v's. Если учесть, что плоскости, касательные
к лучевой поверхности в точке пересечения ее с лучом, являются
плоскостями волнового фронта и скорости по нормали перпендикулярны этим
плоскостям и что, кроме того, нормаль и луч для обыкновенного луча
направлены вдоль одной линии, то, проведя нормали к поверхностям I и II,
получим v'n ф v'n. Аналогичным образом убедимся, что двум параллельным
фронтам волны с нормалью Nx,2 и со скоростями распространения v'n и v'n
соответствуют два луча Sx и S2 со скоростями v's ф v's, образующие
некоторый угол между собой (рис. 10.12). Чтобы найти направление луча Si,
нужно провести касательную к эллипсоидальной поверхности (пло-
Рис. 10.12
* См.: Борн М., Вольф Э. Основы оптики, гл. XIV, § 14. 2.3.
260
скость III) перпендикулярно нормали Nlt2 и провести прямую, проходящую
через точку О и точку касания.
Вышеизложенное позволяет нам еще раз отметить, что каждая падающая на
одноосный кристалл волна в общем случае вызывает две преломленные волны.
Каждой преломленной волне соответствует свое направление луча и своя
лучевая скорость - скорость распространения энергии в кристалле.
Обыкновенный луч распространяется по направлению нормали к волне со
скоростью, не зависящей от направления. Необыкновенный луч образует с
нормалью некоторый угол и имеет скорость, зависящую от направления. Это
явление мы и называем двойным лучепреломлением,
§ 6. ПОСТРОЕНИЕ ГЮЙГЕНСА В ОДНООСНЫХ КРИСТАЛЛАХ
Общие замечания. В своем "Трактате о свете", написанном в 1690 г.,
Гюйгенс впервые дал объяснение двойному лучепреломлению в одноосных
кристаллах. При этом Гюйгенс исходил из предположения, что обыкновенному
лучу соответствует возникновение в кристалле лучевой поверхности в виде
сферы, а необыкновенному - в виде эллипсоида вращения. Далее, опираясь на
уже известный нам принцип, Гюйгенс нашел пути прохождения обыкновенного и
необыкновенного лучей в одноосном кристалле.
Согласно методу Гюйгенса, каждая точка, до которой доходит световое
возбуждение, является центром возникающих вторичных волн. Огибающие этих
вторичных волн определяют фронт соответствующих волн.
При переходе света через границу раздела двух изотропных сред наблюдается
преломление света, закономерности которого вытекают из принципа Гюйгенса.
Со способом построения преломленного луча мы уже знакомы. Аналогичное
построение имеет место при переходе света из изотропной среды в
анизотропную. В этом случае при известном знаке кристалла и направлении
оптической оси строят лучевые поверхности обыкновенного и необыкновенного
лучей.
Сдедует отметить, что построение Гюйгенса дает направление нормалей
(положение волнового фронта), а не лучей (положение лучевой поверхности),
представляющих собой направление распространения световой энергии.
Однако, несмотря на то что на опыте мы наблюдаем непосредственно за
поведением луча, а не за нормалью к волне, легко выполнимое (простое и
наглядное) построение Гюйгенса для нормалей в ряде случаев чрезвычайно
Предыдущая << 1 .. 102 103 104 105 106 107 < 108 > 109 110 111 112 113 114 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed