Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики. Том 4. Оптика " -> 213

Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 4. Оптика — Оптика, 1980. — 752 c.
Скачать (прямая ссылка): obshkfopt1980.djvuСкачать (прямая ссылка): optika1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 207 208 209 210 211 212 < 213 > 214 215 216 217 218 219 .. 331 >> Следующая


Рис. 277. 484

КРИСТАЛЛООПТИКА

ІГЛ. vir

ветствующие им углы преломления. В кристалле направления волновых нормалей не совпадают. Вне кристалла различие между этими направлениями пропадает. Из кристалла выходят два луча 1 и 2, параллельные падающему и поляризованные в перпендикулярных плоскостях. Оптическая разность хода между ними представляется выражением

А = (ACD) - (AB) = /Z2 • AC + CD -H1-AB,

где Ti1 и п2 — показатели преломления рассматриваемых волн, a D — основание перпендикуляра, опущенного из точки В на луч 2. Если h — толщина пластинки, то

AC = h/cos ty2, AB = IiZcosty1, CD = Л (tg ^Ij1 — tg т|72) sin q>.

По закону преломления sin q> == It1 sin Ifi1 = Hi sin \|)2. Используя эти выражения, получим

A = Zi(Zz2CosaI)2-W1Cosijj1). (79.1)

Разность хода А между лучами I и 2 обусловлена двумя обстоятельствами: 1) различием показателей преломления H1 и л2; 2) различием углов преломления Tjj1 и г|)2. Второе обстоятельство играет малую роль. В большинстве случаев им можно пренебречь и пользоваться приближенным выражением

A = h cos ty (H2-H1), (79.2)

где угол ij) имеет любое промежуточное 'значение между углами преломления г|)х и т|;2.

5. Разность хода А можно использовать для получения интерференции лучей 1 и 2. Если бы свет, падавший на кристаллическую пластинку, был естественный, то интерференция была бы невозможна, так как в этом случае лучи / и 2 не были бы коррелированы между собой. Для получения коррелированных лучей 1 и 2 падающий свет должен быть поляризован — линейно или эллиптически. Но и в этом случае при наложении лучей 1 и 2 интерференция все же не возникнет, так как лучи 1 и 2 поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Нужно свести колебания в этих лучах к одному направлению, т. е. предварительно пропустить их через николь. В случае плоскопараллельных пластинок лучи сводятся вместе в фокальной плоскости линзы — получаются полосы равного наклона. В случае тонких пластинок переменной толщины наблюдаются полосы равной толщины, локализованные на самих пластинках.

Схема для получения так называемой интерференции в параллельных лучах приведена на рис. 278. Кристаллическая пластинка К вводится между поляризатором P и анализатором А. Линейно поляризованный свет, выйдя из поляризатора Р, после прохождения через кристаллическую пластинку К превращается в поляризован- "5 79] ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ЛУЧЕЙ

485

ный эллиптически, а затем проходит через анализатор А, превращаясь снова в линейно поляризованный. Интенсивность проходящего света зависит от ориентации анализатора. При вращении последнего интенсивность / будет меняться.

Разность фаз, возникающая при прохождении света через кристаллическую пластинку, равна 2л А/К, т. е. зависит от длины волны К.

к


/

P А

Рис. 278.

При неподвижном анализаторе она различна для разных длин волн. По этой причине интерференционная картина получается окрашенной. При вращении анализатора окраска меняется. При повороте анализатора на 90° окраска меняется на дополнительную — светлые места становятся темными и наоборот. Если главные сечения поляризатора и пластинки параллельны или перпендикулярны между собой, то через пластинку проходит только один луч. Ему не с чем интерферировать, и окрашивание пропадает. Все эти явления получили физически не совсем удачное название хроматической поляризации. Она была открыта Араго в 1911 г.

Обычно главные сечения поляризатора и анализатора устанавливаются параллельно (николи параллельны) или перпендикулярно (николи скрещены) друг к другу. • В последнем случае установка весьма чувствительна к обнаружению анизотропии. Через два скрещенных николя свет не проходит (поле зрения темное). Если же между ними ввести какое-либо анизотропное

тело, то даже при налкчии слабой анизотропии система начинает пропускать свет (поле зрения просветляется).

Для количественного расчета примем главные направления кристаллической пластинки за координатные оси X и Y (рив. 279). Пусть поляризатор пропускает колебания только в направлении Р, а анализатор — только в направлении А. Углы между этими направлениями и осью X обозначим соответственно через а и ?. Амплитуду света, вышедшего из поляризатора, примем за единицу. Тогда по выходе из пластинки амплитуда световых колебаний вдоль оси X будет cos а, а вдоль оси Y — sin а. Из этих колебаний анализатор пропустит колебания о амплитудами O1 = cos а cos ? и а% =?

Рис. 279. 486

КРИСТАЛЛООПТИКА

ІГЛ. vir

= sin а sin ? соответственно, причем в результате прохождения через пластинку между обоими колебаниями возникнет разность фаз б. От сложения обоих колебаний получится колебание, амплитуда а которого определяется соотношением

a2 == af -f- al + 2Ct1Ci2 cos б = (аг+аг)2 — 4?*? sin2 у.

После подстановки значений Ci1 и o2, приведенных выше, для интенсивности света, проходящего через анализатор, получим

/ = cos2 (? - а) - sin 2а sin 2? sin2 (79.3)

В этой формуле в сочетании с формулой (79.1) содержится объяснение всех особенностей интерференции поляризованного света в параллельных лучах. Пока свет монохроматичен, а толщина пластинки всюду одинакова, все величины в (79.3) постоянны, так что получается равномерная освещенность пластинки. При повороте поляризатора или анализатора на 90° выражение (79.3) переходит в
Предыдущая << 1 .. 207 208 209 210 211 212 < 213 > 214 215 216 217 218 219 .. 331 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed