11.3. Поляризация при двойном лучепреломлении

Двойное лучепреломление явление, когда падающий на кристалл пучок света разделяется внутри кристалла на два пучка распространяющиеся, в различных направлениях и с разными скоростями из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча.

Кристаллы: одноосные и двуосные.

У одноосных кристаллов один из пучков

подчиняется обычному закону преломления

– обыкновенный луч (о). Другой пучок -

необыкновенный (е) даже при

нормальном падении светового пучка на поверхность он может отклоняться от

нормали и не лежит в плоскости падения.

У двуосных кристаллов оба луча

необыкновенные

Понятия не - или обыкновенный луч имеют смысл внутри кристалла

11

Одноосные кристаллы. Имеется направление - оптическая ось 00’, вдоль которого обыкновенная и необыкновенная волны распространяются, не разделяясь пространственно и с одинаковой скоростью.

Плоскость, проходящая через направление луча света и оптическую ось кристалла называется главной плоскостью кристалла.

о- и е-лучи плоскополяризованы во взаимно плоскостях.

Колебания светового вектора в о-луче происходят главной плоскости, его скорость одинакова по всем направлениям;

B е-луче вектор колеблется в главной плоскости и имеет скорости различные по направлениям

o сno

e сne

Показатель преломления, необыкновенного луча является переменной величиной, зависящей от направления луча.

12

Дихроизм - явление один из лучей поглощается сильнее. Сильный дихроизм присущ кристаллу турмалина.

В нем обыкновенный луч практически полностью поглощается на длине около 1 мм.

Явление дихроизма используют для изготовления поляризаторов в виде светофильтров, их называют поляроидами (герапатитовые и др.).

Представляют собой тонкую (0,1 мм) пленку, линейно поляризующую проходящий через нее свет, т.е. естественный свет поглощается.

13

Двойное лучепреломления лежит в основе поляризационных призм

Призма Николя – двойная призма из исландского шпата, склеенная вдоль

АВ канадским бальзамом (n = 1.55).

Обыкновенный луч (n0 = 1,66) испытывает полное отражение (канадский

бальзам для него среда оптически менее плотная).

Необыкновенный луч лоскополяризованный (nе = 1.51) выходит из призмы. (Оптическая ось призмы OO’составляет с входной гранью угол 48°).

14

15

Распространение лучей в кристалле в зависимости от положения оптической оси

Если вырезать пластинку:

и направить на нее плоскополяризованый свет под углом 45

на выходе имеем 2 – когерентные волны с одинаковыми амплитудами и постоянной разностью фаз:

Полу - и четверть - волновые пластинки

В случае в) оба луча идут по одному пути

11.4. Искусственное двойное лучепреломление

Анизотропия при деформациях. При одностороннем сжатии или растяжении направление деформации становится выделенным и играет роль оптической оси.

Тело становится анизотропным и двупреломляющим, разность его показателей преломления:

17

Анизотропия в электрическом поле – явление двойного лучепреломления в

жидкости и в аморфных телах под воздействием электрического поля —

эффект Керра

В жидкости в электрическом поле (конденсаторе) происходит поляризация молекул, возникает анизотропия, разность показателей преломления:

Изменение оптических свойств кристалла под действием внешнего электрического поля - электрооптическим эффект Поккельса. Разность показателей преломления зависит от Е линейно.

Эффекты малоинерционны.

18

Вращение плоскости поляризации в магнитном поле - эффект Фарадея

Вращение плоскости поляризации в оптически неактивных телах помещенных во внешнее магнитное поле.

Угол поворота плоскости поляризации:

H - напряженность внешнего магнитного поля, d - толщина образца, V - постоянная Верде, зависящая от природы вещества и длины волны света.

19