Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 123

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 117 118 119 120 121 122 < 123 > 124 125 126 127 128 129 .. 185 >> Следующая

показали, что величина утла вращения плоскости поляризации зависит от
длины волны, т. е. имеет место диспепсия-вращательной способности.
Определение угла вращения. Опыты с пластинками кварца разной толщины
показали, что для данной длины волны величина угла поворота плоскости
поляризации прямо пропорциональна длине пути луча в оптически активной
среде, т. е,
ф = (12.20)
295
где I - длина пути луча в оптически активной среде (в, данном случае
толщина кварцевой пластинки), -ф - угол вращения плоскости поляризации,
ф0 - коэффициент пропорциональности, зависящий от рода вещества, от
температуры и от длины волны прошедшего через него света. Параметр ф0
зависит от агрегатного состояния вещества и представляет собой угол
поворота плоскости поляризации, вызванного слоем вещества толщиной в 1
мм. Величина / обычно измеряется в миллиметрах.
На основе опытов, проведенных Био с растворами в 1831 г. установлено:
Ф = ЫЧ (12.21)
где d-концентрация раствора, [ф"] - удельная вращательная способность.
Иногда пользуются понятием молекулярного вращения:
[М] = ш№>]' <12-22)
где М - молекулярный вес оптически активного вещества.
Био установил также следующую приближенную зависимость между и длиной
волны;
(12.23)
Позднее Друде установил, что
<12-24)
i
где А - постоянная величина, X,- длина волн, соответствующих собственным
колебаниям системы.
§ 6. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ
Гипотеза Френеля. Объяснение вращения плоскости поляризации впервые было
дано Френелем (1817 г.). Согласно гипотезе Френеля, вращение плоскости
поляризации обусловлено особым типом двойного лучепреломления, при
котором волны, поляризованные вправо и влево по кругу, распространяются с
разной скоростью в оптически активном веществе. Знак угла вращения
плоскости поляризации определяется соотношением скоростей циркулярно
поляризованных волн v" (для левокруговой волны) и цпр (для правокруговой
.волны). При упр > Vj оптически активное вещество, по Френелю, называется
правовращающим (или просто "правым"), если же vnp < ил, то левовращающим
(или просто "левым").
Можно показать, что гипотеза Френеля формально объясняет явление вращения
плоскости поляризации. Линейно-поляризованную волну (Е), как известно,
можно разложить на две волны, поляризованные по правому (?пр) и по левому
(Ёл) кругам (рис. 12.7). 296
При vnp = ул число оборотов электрических векторов Епр и Ёя в слое
вещества толщиной I будет одинаковым и результирующее (исходное)
колебание будет происходить вдоль Ё, т. е. среда не обладает свойством
оптической активности. Если же упр Ф ул, то число оборотов векторов Епр и
Ек различно и в итоге они повернутся на различные углы ф"р и <рл, что
приведет к повороту результирующего вектора Е на некоторый угол ф. Исходя
из предположения, что vnp > ул, можно вычислить угол ф (рис. 12.8). После
прохождения циркулярно-поляризованными волнами оптически активной среды
толщиной I электрический вектор правой волны будет повернут вправо на
больший угол, чем вектор левой волны, так как правая волна
распространяется с большей скоростью. В итоге
Е
плоскость симметрии, разделяющая пополам сумму углов фпр и фл, будет
повернута вправо на угол ф, определяемый из условия
Фпр - Ф = Фл + Ф-Отсюда
¦ф = (фпр -Фл)/2.
Выразив фпр и ф, через время t и длину пуги волн в оптически активной
среде /, можно получить окончательное выражение для ф:
фпр = " (t-l/vnp),
фл = (0 (t - //у.,).
Отсюда -I
[ф = (1/2)о)/(1/пл- 1/упр). |
Если фазовые скорости распространения левой и правой волн у, и упр
выразить через соответствующие коэффициенты преломления "л и "Пр (ипР
= с/"пР и у, = с/пл) и принять во внимание, что со/с =
-2п/сТ = 2я/Я0, где - длина волны в вакууме, то имеем
ф =~(я//А0) (пл -п"р).| (12.25)
L_ I 297
Как следует из выражения (12.25), при пл > "пр(и, < ипр) ф является
положительным, т. е. вращение плоскости поляризации происходит вправо, а
при пл < п"р(у, > ипр) ф становится отрицательным, т. е. вращение
происходит влево.
Френель подтвердил свою гипотезу при помощи опыта, проведенного со
сложной призмой, специально изготовленной им для обнаружения различия в
скорости распространения волн, поляризованных вправо и влево по кр\гу.
Сложная призма Френеля, изображенная на рис. 12.9, состоит из трех
кварцевых призм, одна из которых (средняя) является левовращающей, а две
другие - правовращающими. Оптические оси всех трех призм, изображенные па
чертеже стрелками, направлены одинаково (параллельно падающему луч}). При
нормальном падении луча на поверхность первой призмы при имеющейся
разнице в показателях преломления циркулярно-поляризованных влево и
вправо волн раздвоения лучей не происходит. Так как для правовращающего
кварца п11р ¦< п" а для левовращающего пчр > п", то на границе раздела
призм I и II луч раздвоится. Еще более
лучи разойдутся на границу между второй и третьей призмами. Таким
образом, из призмы III выйдут два луча с правой и левой поляризацией. В
Предыдущая << 1 .. 117 118 119 120 121 122 < 123 > 124 125 126 127 128 129 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed