Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
часовой стрелки.
Толщина пластинки в четверть волны достаточно мала. Для желтого цвета
толщина пластинки в четверть волны, изготовленной из исландского шпата,
для которого п0-¦ пе = 0,172, равна
cf= 5,89 - 10-5/(4 - 0,172) см = 8,6- 10 5 см.
Изготовление такой тонкой пластинки встречает практические трудности.
Однако легко видегь, что пластинка толщиной
d = (l/4-f/n) К/(п0 - пе), (9.12)
где т - некоторое целое число, полностью эквивалентна пластинке в
четверть волны. Изготовление более толстой пластинки не представляет
особого труда.
Заметим, что все вышеизложенное позволяет нам утверждать и обратное, т.
е. цри прохождении эллиптически- или щиркулярио-поляризованиого света
через пластинку в четверть волны или эквивалентную ей пластинку он
превращается в плоскополяризо-ванный свет.
Разность фаз между лучами равна я. Как следует из (9.5), такую разность
фаз можно создать пластинкой толщиной
d = l/2(n0-ne). (9.13)
Оптическая разность хода между обыкновенными и необыкновенными лучами в
такой пластинке, согласно (9.13), равна половине длины волны. Пластинка,
толщина которой определяется формулой (9.13), называется "пластинкой V,
волны". Легко видеть, что толщина эквивалентной ей пластинки определяется
формулой
d = (m + ^jX/(n0-ne). (9.14)
При Аф = л уравнение (9.7) примет вид
Е0/Е01 + Ее/ЕЛ = 0, (9.15)
т. е.."эллипс вырождается в прямую линию ЬЬ (рис. 9.17). Следовательно,
при прохождении линейно-полярйзованного (колебания происходят по
направлению аа в первом и третьем квадрантах) света сквозь пластинку в V2
волны плоская поляризация сохраняется, но направление колебания меняется
на угол 180° - 2а, переходя в ЬЬ (во втором и четвертом квадрантах),
237
(9.11)
Разность фаз между лучами составляет 2я. Такая разность фаз, согласно
(9.5), может быть создана пластинкой толщиной
d = k/(n0 - пе) (9.16)
или эквивалентной ей пластинкой
d - mk/(no - ne)- (9-17)
Пластинка, способная создать оптическую разность хода между обыкновенным
и необыкновенным лучами, равную длине волны Ы ("о - пе) = Я], называется
"пластинкой в 1X".
При Аф = 2л уравнение (9.7) принимает вид
Eq/E01 - Ее/Ее1 = О,
т. е. уравнение эллипса вырождается в прямую линию аа (рис. 9.17).
Следовательно, "пластинка в 1Ъ пропускает линейно-поляризованный свет без
изменения направления колебания.
0 /а
\а " У\!В0Ча
А X А
аг 0 \б
Рис. 9 17
§ 6. КОМПЕНСАТОРЫ
Экспериментальное обнаружение эллиптически- и циркулярно-поляризованного
света. Известные нам поляризационные приборы не позволяют отличить
эллиптически- и циркулярно-поляризованный свет от частично
поляризованного и ес1ественного соответственно. Если пропустить
эллиптически-поля-ризованный свет через николь, то при вра- ^
щении николя вокруг оси луча наблюдаемый результат полностью совпадает с
результатом аналогичного опыта с частично поляризованным светом -
интенсивность прошедшего че- ~~
рез николь света изменяется плавно, достигая максимума и отличного от
нуля минимума.
Легко убедиться в том, что амплитуда про шедшего через николь света будет
зависеть от N
ориентации главной плоскости николя NN Рис. 9 18
относительно осей эллипса (рис. 9.18).
Поворот николя вокруг оси луча означает поворот прямоугольника на рис.
9.18 вокруг оси, перпендикулярной плоскости чертежа. Интенсивность
прошедшего через николь света будет максимальной, когда NN совпадает с
большой осью эллипса, минимальной, когда NN совпадает с малой осью (рис.
9.18).
При циркулярной (круговой) поляризации полуоси эллипса
равны и эллипс превращается в окружность. Как бы ни вращался николь
вокруг оси луча, в этом случае интенсивность прошедшего света будет
оставаться постоянной. Такое же явление наблюдалось бы при прохождении
через николь естественного света.
Как отличить эллиптически-поляризованиый све! от частично
поляризованного, циркулярно-поляризованный - от естественного?
N
\
N
Рис. 9 18
238
Ответ на этот вопрос можно дать, пользуясь выводами из предыдущего
параграфа, где было сказано, что если эллиптически- или циркулярно-
поляризованный свет пропустить сквозь пластинку в четверть волны, то он
превращается в плоскополяризованный, который легко обнаружить с помощью
поляризационных призм. Однако для такого обнаружения эллиптической (или
круговой) поляризации пластинку в 1/4Я надо ориентировать так, чтобы ее
главные направления совпали с главными осями эллипса. Поскольку этот
метод требует предварительного определения главных направлений эллипса и,
кроме того, не позволяет определить форму и расположение эллипса * по
отношению к любым направлениям, требуется применить другой метод анализа
эллинтически-поляри-зованного света. С этой целью обратим внимание на
выражение
(9.15). Как следует из этого выражения, эллипс превращается в прямую при
значениях разности фаз 0 и 2п. Это означает, что если разность фаз между
взаимно перпендикулярными компонентами компенсировать, обращая ее в нуль
или 2п, то эллиптически-поляри-зованный свет превратится в линейно-
