Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
ничем друг от друга не отличаются. При вращении крпшалла вокруг оси луча
необыкновенный луч описывает цилиндрическую поверхность вокруг
обыкновенного луча.
Одноосные и двуосные кристаллы. Проведенные опыты показывают, что в
кристалле исландского шпата имеется одно-единствепное направление, вдоль
которого двойного лучепреломления не происходит. Такие кристаллы
называются одно-и/д осными, а направление, вдоль которого
7"\ не происходит двойного лучепреломле-
\~ }° пня, принято называть опшческой осыо
кристалла.
Исландский шпат не является единственным кристаллом, обладающим свойством
двулучепреломления. Турмалин, кварц и другие кристаллы (вообще все
кристалты, относящиеся к тригональной, тетрагональной и гексагональной
системам) также обладают этим свойством и являются одноосными
кристаллами. Свойство двулучепреломления в исландском шпате по сравнению
с кристаллами из других материалов выражено сильнее. Вот почему явление
двулучепреломления впервые было оiкрыто именно в кристалле исландского
шпата.
Дальнейшие исследования показали, что существуют кристаллы (относящиеся к
ромбической, моноклинной н трнклчиной системам), в которых имеются два
направления, вдоль которых не происходит двойного лучепреломления. Такие
кристаллы (слюда, гипс и др.) называются двуосными. В двуосных кристаллах
оба луча, полученные при двулучепреломлении, являются необыкновенными.
В кристаллах кубической системы двойное лучепреломление не наблюдается.
^Плоскость, содержащая падающий луч и оптическую ось одноосного
кристалла, называется главным сечением или главной плоскостью кристалла.
В. двуосных кристаллах под главным сечением понимается плоскость,
проходящая через обе оптические оси. Нами не будет рассматриваться вопрос
двулучепреломления в двуосных кристаллах. Желающие ознакомиться с
двулучепреломлением в двуосных кристаллах могут обратиться к специальной
литературе.
*
1 / 7
Рис. 9.7
230
Обыкновенный и необыкновенный лучи. Анализ поляризаций света показал, что
электрический вектор в обыкновенном луче расположен перщцшщухярно
главном} сечению, а в необыкновенном - лежит в самом сечении, т. е.
обыкновенный луч поляризован в главном' сечении одноосного кристалла, а
необыкновенный - в плоскости, перпендикулярной главному сечению.
Если один из лучей (обыкновенный или необыкновенный) направить на
двулучепреломляющий одноосный кристалл, то каждый из них удвоится (рис.
9.8). Следовательно, двойное лучепреломление возникает при падении на
кристалл тсак естественного, так и линейно-поляризованного света. Разница
заключается в том, что если в первом случае интенсивности обоих лучей
равны, ха во втором случае интенсивности, будучи в общем случае разными,
зависят от угла между плоскостью .колебания падающего линейно-
поляризованного'света и Плоскостью глав'ного сечения кристалла.
Чтобы убедиться в этом, направим на кристалл линейно-поляризованный свет
с амплитудой Е- Угол между плоскостью колебания в падающем свете и
главным сечением кристалла обозначим через а. Очевидно, что электрические
векторы необыкновенного и обыкновенного лучей образуют соответственно
углы а и 90°-а с плоскостью колебания падающего линейно-поляризованного
света. Тогда амплитуды колебания электрического вектора для обыкновенного
(Е0) и необыкновенного (Ее) лучей соответственно будут
?o = ?sma, Ее~ Е cosa.
Для отношения интенсивностей имеем
/о/Аг = sin2 a/cos2 a = tg2 a
Как следует из (9.3), только при a = 45° /0 подтверждается опытными
данными.
§ 4. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
Общие замечания. Для превращения естественного света, в линейно-
поляризованный'используют поляризационные приборы.
Мы уже знакомы с некоторыми методами получения ' плоско-поляризованного
света. При отражении падающего под углом Брюстера света от границы
раздела двух диэлектриков происходит полная линейная поляризация. Образуя
стопу из многих пластин, можно получить практически полную линейную
поляризацию и при преломлении. Однако сильное ослабление интенсивности
поляризованного света делает эти методы невыгодными.
Как известно, обыкновенный и необыкновенный лучи являются линейно-
поляризованными. Если их разъединить на достаточное расстояние друг от
друга, то можно получить два линейно-поляризо-
(9.3)
= 1е. Формула (9.3)
231
ванных луча. С этой целью подбирают кристалл с сильно отличающимися по
величине показателями преломления п0 и пе. Лучшим в этом отношении
является кристалл нстандского шпата, для которого п0 = 1,658 и 1,486 s=s
пе sc 1,658 (при X = 5893 А). Однако и этот кристалл i.e дает
достаточного расхождения лучей. В связи с этим в поляризационных приборах
пользуются комбинацией призм из кристаллов. Такие приборы делятся на два
класса:
а) устройства, дающие только один линейно-поляризованный луч
(поляризационные приборы);
б) устройства, дающие два поляризованных во взаимно перпендикулярных
плоскостях луча (двоякопреломляющие призмы).
Призма Николя. Шотландский физик Уильям Николь в 1828 г. впервые
