Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
вещество с показателем преломления п> 1. Какая точка кажется ближе:
"обыкновенная" или "необыкновенная"? Что можно сказать о соответствующих
показателях преломления? Согласуется ли ваш экспериментальный результат с
данными табл. 8.1, п. 8.4? Используя карандаш в качестве метки в
пространстве, покажите, что при нормальном падении "обыкновенная" точка
ие испытывает бокового смещения.
Обыкновенный луч падает нормально к поверхности, движется в кристалле и
выходит из него нормально к поверхности. Необыкновенный луч даже при
нормальном падении не остается нормальным к поверхности! С помощью
соображений, основанных на обращении времени, покажите, что
необыкновенный луч, выходящий из реальной точки и падающий нормально на
поверхность кристалла, должен выйти из кристалла тоже по нормали, хотя
внутри кристалла он движется по наклонной. (Верхняя и нижняя поверхности
кристалла остаются параллельными при любой ориентации кристалла на листе
бумаги.) Как будет отклоняться необыкновенный луч: будет ли он
приближаться к оптической оси или удаляться от нее? (Подумайте о
показателях преломления.)
Физическое объяснение отклонения необыкновенного луча заключается в
следующем. Разложим вектор Е падающего необыкновенного луча на две
компоненты: параллельную и перпендикулярную оптической оси. Показатели
преломления вдоль этих направлений различны, следовательно, различны и
поляризуемости. Таким образом, различны и амплитуды вынужденных колебаний
электронов, т. е. их излучение различно. При суперпозиции полей излучения
этих двух компонент движения электронов возникает волиа,
распространяющаяся в "косом" направлении. Теперь вы должны иайти
направление наклона луча. Совпадает ли результат с опытом?
8.32, Навигация викингов. На больших широтах (например, за Полярным
кругом) невозможно пользоваться магнитным компасом. Солнце также трудно
использовать для ориентировки, потому что даже в полдень оно может быть
за линией горизонта. Иногда на самолетах пользуются "сумеречным
компасом", который определяет положение Солнца ниже линии горизонта по
изменению направления поляризации голубого неба. Компас содержит кусок
поляроида. Некоторые естественные кристаллы, например турмалин или
кордерит, обладают свойствами поляроида. Если рассматривать линейно-
поляризованный свет через такой кристалл, то он будет казаться прозрачным
при совпадении плоскости поляризации с его осью пропускания и темным при
повороте кристалла на 90°. Такие вещества называют "дихроичными".
В IX веке викинги вели свои суда в море, не имея нн компаса, ни
полироида. Ночью они пользовались звездами, а днем Солнцем, если оно не
было закрыто облаками. Но, если верить древним скандинавским сагам,
штурманы викингов могли установить положение Солнца, закрытого облаками,
с помощью таинственного "солнечного камня". По-видимому, тайна камия
раскрыта датским археологом Рамскоу и десятилетним мальчиком, которому
был известен "сумеречный компас" (отец его, Йорге Йенсен, был штурманом
скандинавской авиакомпании). Рамскоу писал в археологическом журнале:
"...возможно, это был прибор, позволяющий обнаружить положение Солнца в
облачную погоду". Мальчик подумал, что таким прибором является
"сумеречный компас". Его отец сообщил об этой идее
402
Рамскоу. Последний исследовал различные дихроичные кристаллы, находимые в
Скандинавии. Лучшим из них оказался кордерит. Такой кристалл позволяет
установить с точностью +2,5° угловое положение Солнца и следить за ним,
пока сио не опустится на ~7° ниже линии горизонта.
Вопрос. В журнале "Тайм" от 14 июля 1967 г., стр. 158, написано, что
древние саги утверждают, что магический "солнечный камень" находил
положение Солнца независимо от погоды. Верите ли вы в это?
8.33. Поляризационный троекционный оператори. Поляроид, ось пропускания
которого направлена по х, помещен в пучок света, содержащий все состояния
поляризации, и пропускает только свет, имеющий линейную поляризацию по
этой оси. Мы можем назвать такой поляроид "проекционным оператором". Он
"проектирует на свой выход" х-поляризацию без потерь (если пренебречь
небольшими отражениями). Заметим, что наш "проекционный оператор" может
действовать в прямом и в обратном направлениях, т. е. любая поверхность
поляроида может служить входом. Рассмотрим теперь круговой поляризатор,
состоящий из поляроида (вход) с приклеенной к нему пластинкой 1/4Х,
оптическая ось которой составляет 45° с осью поляроида. Предположим, что
эта система дает на выходе свет с правой спиральностью. Но, если на нее
падает свет такой спиральнос-ти, она поглощает половину интенсивности.
Если перевернуть такой поляризатор, он будет пропускать свет с правой
спиральностью и поглощать свет с левой спиральностью. Но когда свет с
правой спиральностью падает со стороны пластинки V4^, то на выходной
поверхности поляроида возникает линейно-поляризованный свет. Таким
образом, такая система не является "проекционным оператором" для
