Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Эта ось называется осью свободного пропускания. Если электрическое поле Е
направлено вдоль этой оси, то электромагнитные волны проходят с очень
малым поглощением. Если поле Е перпендикулярно оси свободного
пропускания, то свет практически полностью поглощается. Ось свободного
пропускания перпендикулярна направлению, в котором растягиваются молекулы
углеводорода, т. е. перпендикулярна "проводам".
Если смотреть на белую бумагу через поляроид, то бумага будет выглядеть
серой. Это происходит потому, что половина света, отражающегося от
бумаги, поглощается поляроидом. Если смотреть на бумагу через кусок
чистого целлофана, который пропускает все
*) G. R. В i г d, М. Р а г г i s h, Jr., J. Opt. Soc. Am. 50, 886 (1960).
Авторы этой статьи испаряли золото (под скользящим углом) на
дифракционную решетку из пластика, имевшую 50 ООО параллельных царапин на
дюйм. Золото, осажденное в царапинах, образовывало решетку из проводящих
параллельных проводников.
367
падающее (от бумаги) излучение, то бумага будет казаться белой *).
Определить, является ли поляроид круговым поляризатором, можно так:
положите на стол кусочек металла с блестящей поверхностью (можно
серебряную монету). На металл положите один из поляроидов и посмотрите на
металл через поляроид. Теперь переверните поляроид и посмотрите на металл
снова. Если он выглядит так же, то это не круговой поляроид.
(Замечательное свойство асимметрии кругового поляроида будет рассмотрено
позже.) Возьмите два поляроида, расположите их друг за другом и
посмотрите через них на источник света. Вращайте один поляроид
относительно другого. Говорят, что поляроиды скрещены, когда свет от
источника практически не виден. В этом случае их оси свободного
пропускания расположены перпендикулярно друг к другу. Когда эти оси
параллельны, свет, прошедший через первый поляроид, проходит и через
второй. Пусть свет, испускаемый источником, не поляризован. Это значит,
что интенсивность линейно-поляризованных колебаний по х и у одинакова. В
идеальном случае, если обе поверхности первого поляроида имеют
неотражающее покрытие (т. е. если им-педансы согласованы) и если все
углеводородные цепочки строго параллельны и толщина поляроида такова, что
в нем полностью поглощается нежелаемая компонента, то через поляроид
проходит 50% интенсивности падающего света. Однако в действительности на
поляроидах нет неотражающего покрытия. Поэтому на каждой поверхности
теряется около 4% падающей интенсивности. [Коэффициент преломления
вещества, из которого сделан поляроид, примерно такой же, как и у стекла,
т. е. близок к 1,5. Поэтому величина отраженной интенсивности от каждой
поверхности составляет 1(п - - 1)/(л + 1)]*"0,04 падающей интенсивности.
При усреднении по видимой полосе длин волн можно пренебречь
интерференцией внутри поляроида. С учетом сказанного полные потери
составят 8%.] Если цепочки углеводородов выстроены (вытянуты) строго по
линии, то других потерь интенсивности не будет. Поляроид, обозначаемый
HN-46, пропускает 46% падающего неполяризованного света. Через поляроид
HN-32 проходит около 32% начальной интенсивности падающей на поляроид
волны или около 64% интенсивности, выделяемой поляроидом компоненты.
(Поляроид пропускает меньше 10-4 интенсивности поглощаемой компоненты
поляризации во всей видимой части спектра.) Если ось второго поляроида
параллельна оси первого, то через второй поляроид пройдет 64% падающей на
него интенсивности, поскольку свет после первого поляроида ли-
*) В приложенном к американскому изданию "оптическом наборе" есть пять
серых кусков пластика. Четыре из них - поляроиды типа HN-32, пятый -
поляризатор, создающий круговую поляризацию. Его устройство рассмотрено
дальше. Для краткости будем называть его "круговой поляризатор". Имея
поля-роидные фотофильтры (их можно приобрести в фотомагазине, они
представляют собой кусок поляроида, зажатый между стеклами и заключенный
в оправу), читатель сможет выполнить все опыты, которые автор производит
с "оптическим набором", и самостоятельно сделать "круговой поляризатор"
(см. домашние опыты 8.10 и 8.11). (Прим. ред.)
368
Рис. 8.5. Идеальный поляризатор.
Ось пропускания (для Е) направлена по ё. Еу-составляющая Е, параллельная
ё, проходит, вторая составляющая Ej_ полностью поглощается.
нейно поляризован вдоль направления, совпадающего с осью свободного
пропускания. Таким образом, интенсивность света, прошедшего через два
параллельных линейных поляроида HN-32, равна
/прош = Л,.д • 0,32 • 0,64 = 0,21 /пад, (50)
где /пад - интенсивность падающего неполяризованного света.
Идеальный поляризатор. Закон Малюса. Идеальным поляризатором был бы
поляроид HN-50 (такого поляроида не существует, но его удобно
рассматривать в качестве примера). Мы пренебрегаем потерей интенсивности
при отражении и считаем, что ненужная компонента полностью поглощается, а
нужная компонента (с вектором Е, параллельным оси пропускания, т. е.
