Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
71/2
R = 2n j Blpcos ф sin ф гіф.
Для источников, подчиняющихся закону Ламберта, R = яBm.
Глава 7 ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
1°. Каждый цуг волн, испускаемый атомом в одном акте излучения, поляризован. Однако при спонтанном излучении множества атомов источника света нет никакой корреляции между состояниями поляризации различных цугов. Поэтому в свете, испускаемом источником, все направления колебаний вектора E электрической напряженности поля, ортогональные направлению распространению волны, статистически равновероятны. Такой свет называют неполяризован-ным, или естественным светом. В каждой точке поля естественного света нет какого-либо преимущественного направления колебаний вектора Е: колебания всевозможных направлений в плоскости, перпендикулярной лучу, быстро и беспорядочно сменяют друг друга.
2°. Во всех способах преобразования естественного света в поляризованный из естественного света полностью или частично отбираются составляющие с вполне
V.7.I. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА 679
определенной ориентацией плоскости поляризации. В первом случае получается плоскополяризованная волна, во втором — частично поляризованная волна, в которой имеется преимущественная ориентация плоскости поляризации.
Устройства, служащие для преобразования естественного или частично поляризованного света в свет плоскополяризованный, называют поляризаторами. Их действие основано либо на явлении поляризации света при отражении и преломлении на границе раздела двух изотропных прозрачных диэлектриков, либо на явлении оптической анизотропии и связанного с ним двойного лучепреломления, а также на явлении дихроизма.
3°. Среду называют оптически анизотропной, если ее оптические свойства (в частности, фазовая скорость света и абсолютный показатель преломления) зависят от направления распространения световой волны и характера ее поляризации. Закономерности распространения света в среде в конечном счете определяются интерференцией первичной и вторичных волн, излучаемых молекулами, атомами или ионами среды вследствие их электронной поляризации под действием поля световой волны. Поэтому оптические свойства среды полностью обусловлены электрическими свойствами этих элементарных излучателей, их взаимным расположением и взаимодействием. Атомы и молекулы в зависимости от их строения могут быть электрически изотропными (поляризуемость не зависит от направления) или анизотропными.
4°. При обычных условиях газы, жидкости и аморфные твердые тела оптически изотропны, так как хотя молекулы многих из них электрически и анизотропны, HO зато их ориентация полностью хаотична. Всякое упорядочение ориентаций анизотропных молекул в этих средах приводит к возникновению оптической анизотропии (искусственная оптическая анизотропия).
Оптическая анизотропия кристаллов может быть обусловлена как электрической анизотропией образующих их частиц, так и анизотропией поля сил взаимодействия частиц. Характер этого поля связан с симметрией кристаллической решетки. Все кристаллы, кроме кристаллов кубической системы, оптически анизотропны независимо от электрических свойств образующих их частиц.
680
V.7 ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
В области оптических частот большинство кристаллов немагнитно, т. е. их относительная магнитная проницаемость (1=1.
Оптическая анизотропия немагнитных, оптически неактивных и прозрачных (т. е. не поглощающих свет) кристаллов обусловлена анизотропией диэлектрической восприимчивости к и относительной диэлектрической проницаемости є = 1 + к.
2. ЭЛЕМЕНТЫ КРИСТАЛЛООПТИКИ
1°. Для оптически неактивного, немагнитного (ц = 1), прозрачного, оптически однородного анизотропного’ кристалла зависимость относительной диэлектрической проницаемости от направления может быть представлена графически. Если из произвольной точки О кристалла проводить по всевозможным направлениям
радиусы-векторы г, модули которых г = Jz , где є — относительная диэлектрическая проницаемость кристалла в направлении г, то концы векторов г будут лежать на поверхности эллипсоида, называемого оптической индикатрисой, а также эллипсоидом волновых нормалей или эллипсоидом индексов (рис. V.7.1). Оси симметрии этого эллипсоида определяют три взаимно перпендикулярных главных направления в кристалле.
Рис. V.7.1
В прямоугольной декартовой системе координат, оси Ox9 Oy и Oz которой проведены вдоль главных направлений, уравнение оптической индикатрисы имеет вид
V.7.2. ЭЛЕМЕНТЫ КРИСТАЛЛООПТИКИ
681
где ех, Ey и E2 — значения є вдоль главных направлений, называемые главными значениями диэлектрической проницаемости кристалла. Во всех точках однородного кристалла, удовлетворяющего указанным выше требованиям, оптические индикатрисы тождественны, т. е. ориентация и размеры их полуосей одинаковы.
2°. В случае оптически изотропного кристалла є не зависит от направления (t:x = E^ = E2 = е), и оптическая
индикатриса вырождается в сферу радиусом г = Je — п, где п — абсолютный показатель преломления изотропного кристалла.
