4. Поляроиды и поляризационные призмы. Поляризаторы и анализаторы.

Поляроид – поляризационный прибор, который представляет из себя целлулоидную пленку, в которую вкраплены одинаково ориентированные кристаллы сульфата йодистого хинина. В этих кристаллах обыкновенный луч поглощается на пути примерно в 0,1 мм, так что выходит один луч – необыкновенный (одного направления поляризации – поляризованный свет).

Призма Николя (шотландский ученый 1768-1851) представляет собой

призму из исландского шпата (рис. 34.7), которая разрезается и

склеивается канадским бальзамом, показатель преломления которого n = 1, 55, лежит между значениями показателей преломления и для обыкновенного необыкновенного лучей > > . Угол падения для

канадский шпат

Рис. 34.7

обыкновенного луча подбирается таким, чтобы превышал предельный угол и обыкновенный луч испытывает полное внутреннее отражение. Из кристалла выходит только необыкновенный луч (свет поляризованный), незначительно смещенный параллельно падающему лучу.

Призму Николя часто называют николем.

И поляроиды и поляризационные предметы являются поляризаторами – устройствами для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения.

Поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, называемой плоскостью поляризатора и задерживают колебания, перпендикулярные этой плоскости. Если поляризатор используется для определения характера и степени поляризации, то он называется анализатором.

Закон Малюса.

анализатора (рис. 31.8). Такая волна проходит через анализатор только частично. Колебание с амплитудой можно разложить на два взаимноперпендикулярных колебания с амплитудами φ и φ. Первое колебания пройдет через поляризатор, второе будет задержано. Отношение интенсивностей прошедшего I и падающего света, учитывая, что интенсивность прямо пропорцио-

Пусть плоскополяризованный свет падает на анализатор, причем направление вектора в световой волне составляет угол φ с плоскостью

нальна квадрату амплитуды напряженности

У

I = φ

читывая, что φ, получаем

Это соотношение называется законом Малюса: интенсивность прошедшего через анализатор поляризованного света пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскостью поляризации падающего света и плоскостью анализатора.

5. Искусственная оптическая анизотропия. Эффект Керра.

Обычные прозрачные тела, не обладающие двойным лучепреломлением, под влиянием внешних воздействий могут становиться двупреломляющими. В частности, при сжатии или растяжении направление деформации играет роль оптической оси. Тело становиться оптически анизотропным. Опыт дает, что разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей пропорциональна напряжению σ в данной точке тела σ, где к – коэффициент, зависящий от свойств вещества. Если поместить некоторое прозрачное тело, например пластинку из оргстекла между скрещенными поляризаторами, то пока тело не деформировано, система света не пропускает. Если же пластину подвергнуть сжатию, то свет начинает проходить и наблюдается картина в виде темных и светлых полос. На этом основывается оптический метод исследования напряжений. Изготавливают модель, подвергают ее нагрузке и по наблюдаемой картине судят о распределении внутренних напряжений, что порой значительно упрощает трудоемкую работу по расчету напряжений в новых конструкциях.

Эффект Керра (шотландский физик, 1824-1904). Между двумя скрещенными поляризаторами Р и Р´ помещают ячейку Керра (сосуд с жидкостью, обычно нитробензолом), в которую введены пластины конденсатора

среда становится анизотропной (вещество поляризуется). Оптическая ось - вдоль поля. Проходя через ячейку – свет эллиптически поляризованным и частично через второй поляризатор Р´. Наиболее важной особенностью эффекта

Керра является его малая инерционность (до с!), что позволяет использовать его для создания быстродействующих оптических затворов. Применяется в быстропротекающих процессах (управление режимом работы лазеров, скоростное фото и киносъемка), оптической локации, оптической телефонии.