Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
поле параллельно поверхности металла; электроны свободно движутся под
действием поля параллельно поверхности таким образом, чтобы ослабить
падающее излучение. Возникающее время запаздывания и сдвиг фаз связаны с
инерцией электронов. Поэтому у перпендикулярной компоненты возникает
определенная задержка фазы. Теперь рассмотрим параллельную компоненту.
При почти нормальном падении поле этой компоненты почти параллельно
поверхности и ведет себя поэтому подобно полю перпендикулярной
компоненты, в частности, у обеих компонент будет одна и та же задержка
фазы. В результате отражения, кроме задержки фазы, связанной с
проникновением в металл, у обеих компонент изменится знак амплитуды.
Таким образом, после отражения поляризация "вверх направо" (если смотреть
на лампу по линии глаз-металл-поляроид-лампа) становится поляризацией
"вниз налево". Теперь предположим, что падающий пучок больше не близок к
нормали. Тогда электрическое поле в параллельной компоненте больше не
параллельно поверхности. Мы можем разложить его иа составляющие,
параллельные поверхности и перпендикулярные к ией. Поведение параллельной
составляющей и испытываемое ею запаздывание фазы мы уже рассмотрели.
Компонента, перпендикулярная поверхности, ведет себя совершенно иначе:
заряды не могут перемещаться перпендикулярно поверхности. На ней
возникает поверхностный заряд, и движение зарядов быстро прекращается. В
этом случае, когда движение зарядов ничтожно, не возникает временной
задержки, характерной для движения электронов параллельно поверхности.
Таким образом, эта часть параллельной компоненты отражается с
пренебрежимо малой временной задержкой.
Чтобы сделать это объяснение полным, мы должны были бы вычислить
запаздывание фазы каждой компоненты и посмотреть, как оно зависит от угла
падения. Эта задача не легка.
8.28. Оптическая активность. Допустим, что направление линейной
поляризации для красного света иа длине пути L- 5 см водного раствора
сахара поворачивается иа 45е. Отразим этот свет от зеркала и пошлем его
через активный раствор обратно, так что полная длина пути будет 10 см.
(Если вы будете делать этот опыт, постарайтесь, чтобы угол отражения ие
был равен в точности !80°. Посмотрите иа изображение источника света
через "реальный" раствор и через "изображение" раствора.)
Вопрос. После двух прохождений света направление линейной поляризации
будет образовывать с первоначальным направлением угол 0° или 90°. Что
наблюдается на опыте?
8.29. Опыт. Нахождения быстрой оси пластинки 1li'K. Зная, что ваш
круговой поляризатор дает свет с левой спиральностью (по оптической
терминологии), найдите быструю ось пластинки V4 X. (Отметьте положение
этой оси.)
8.30. Опыт. Эффективный "коэффициент жесткостиъ для молекул оберточного
целлофана. Растяните кусок целлофана и поместите его за поляроидом так,
чтобы ось растяжения составляла угол 45° с осью поляроида. Не тяните
слишком сильно, иначе вы вызовете сдвиг фаз больший, чем я/2. Теперь
определите спиральность эллиптически-поляризованиого света. Для этого
нужен круговой поляризатор и пластинка V2 X. Зная спиральность, вы можете
сказать, является ли ось растяжения быстрой или медленной осью.
Предположим, что действие растяжения заключается в том, что молекулы
"выстраиваются" своей "длинной стороной" вдоль оси растяжения. Вы можете
узиать, больший или меньший показатель преломления отвечает направлению
вдоль "длинной стороны" молекул. Больший показатель преломления означает
большую диэлектрическую постоянную, что в свою очередь означает большую
молекулярную поляризуемость, т. е. малый эффективный "коэффициент
жесткости" (если только частота света меньше эффективной частоты
свободных колебаний электрона в молекуле. Это условие выполняется для
видимого света и стекла. Мы можем предположить, что оио выполняется и в
этом случае). Таким образом, если ось растяжения окажется, например,
401
медленной осью, это значит, что эффективный "коэффициент жесткости" для
колебаний вдоль молекулы меньше, чем для колебаний в перпендикулярном
направлении. Каков экспериментальный результат?
8.31. Опыт. Исландский шпат (кристалл прозрачного кальцита). Возьмите
большой хороший кристалл (толщиной около 2 см) исландского шпата.
Поставьте на листе бумаги карандашом точку, положите кристалл на бумагу и
смотрите через него. Вы увидите две точки. Рассмотрите их через поляроид.
Вы обнаружите, что оба луча полностью поляризованы. Вращайте кристалл
вокруг вертикальной оси. Одна точка будет поворачиваться, другая
останется неподвижной. Вектор Е в необыкновенном луче (т. е. в том,
который поворачивается) направлен по оптической оси от кристалла. Теперь,
глядя обоими глазами, постарайтесь определить, какая из двух точек
кажется расположенной ближе. С помощью соответствующего чертежа (или
воспользовавшись стеклянной пластинкой или слоем воды в аквариуме)
убедитесь в том, что предмет кажется ближе, если смотреть на него через
