Pres_06_B

Поляризация света

Закон Малюса

На идеальный поляризатор падает плоскополяризованный свет интенсивности I0.

Анализатор пропускает только составляющую

E = E0 cosα

Интенсивность I E2

I = I	0	cos2	α	− закон Малюса

Пусть естественный свет проходит два поляризатора, плоскость пропускания которых образуют угол φ.

Интенсивность на выходе	I = 1	I	ест	cos2	ϕ
	2

Поляризация света

Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера

Из формул Френеля, определяющих амплитуды преломленной и отраженной волн

I

′

sin

2

(θ − θ )

I

′

tg

2

(θ1 − θ2 )

ρ =

=

1

2

ρ =

=

I

sin

2

(θ1

+ θ2 )

I

tg

2(θ1 + θ2 )

ρ − коэффициенты отражения линейно-поляризованного света,

ρ − плоскость поляризации перпендикулярна плоскости падения,

ρ − плоскость поляризации параллельна плоскости падения

Поляризация света

Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера

При θ1 + θ2 = π2, tg(θ1 + θ2 ) → ∞

Отраженный свет будет полностью поляризован ρ = 0

	sinθ1	=	n2
	sinθ2		n1

θ1 + θ2 = π2

	tgθ		= n		=	n2		− закон Брюстера
		Б		21		n
					1

θБ − угол Брюстера

Поляризация света

Поляризация при двойном лучепреломлении

Особенности строения молекул и кристаллической решетки

многие прозрачные кристаллы оптически анизотропны, т.е. оптические свойства света зависят от направления.

Проявление: двойное лучепреломление − раздвоение преломленного луча на два луча, распространяющихся в общем случае в разных направлениях и с разными скоростями.

Существуют одноосные и двуосные кристаллы.

Водноосных кристаллах существует одно направление, в которых свет не разделяется на два луча.

Вдвуосных кристаллах существует два таких направления.

Поляризация света

Поляризация при двойном лучепреломлении

Одноосные кристаллы
O	OO − направление в кристалле, вдоль
	которого лучи распространяются не
e	разделяясь с одинаковой скоростью.
o	OO − оптическая ось
	o − обыкновенный луч, подчиняется
O	обычному закону преломления,
	e − необыкновенный луч, не подчиняется
	обычному закону преломления.

Главная плоскость (сечение) − плоскость, проходящая через луч и оптическую ось

o-луч поляризован нормально к ней, e-луч − параллельно ей.

Поляризация света

Поляризация при двойном лучепреломлении

Показатели преломления no и ne

Вдоль оптической оси ОО и перпендикулярно к ней лучи идут не разделяясь, в первом случае их скорость одинакова, а во втором – разная.

no = const, ne зависит от направления луча.

O

			e
					no	< ne	− оптически положительный
O			O o
							кристалл
e				O
o			e	O
					no	> ne	− оптически отрицательный
			o
	no	= ne		O			кристалл

Поляризация света

Поляризация при двойном лучепреломлении

Поверхности лучевых скоростей

O O

o o

O O

Положительный Отрицательный

Расстояние от точки o до точки на поверхности пропорционально лучевой скорости в данном направлении.

Для o-луча − сфера,

Для e-луча − эллипсоид вращения.

Поляризация света

Поляризация при двойном лучепреломлении

Построение Гюйгенса

O

O

e o

e o

Оптическая ось образует произвольный угол с преломляющей гранью кристалла. Свет падает по нормали.

Поляризация света

Анализ поляризованного света

Пластинка в четверть волны

O

После прохождения пластинки между лучами возникает дополнительная разность фаз

o		δ = 2π		(no − ne )d
e				λ0
	При условии
	O
		| n − n | d = m			λ0	+		λ0	(m = 0,1, 2, ...)
		o	e	2		4

Пластинка называется пластинкой в четверть волны

Поляризация света

Анализ поляризованного света

Плоско-поляризованный свет

Свет пропускается через поляризатор: при вращении поляризатора свет полностью гасится.

Круго-поляризованный свет

Свет пропускается последовательно пропускается через пластинку в четверть волны и через поляризатор: при вращении поляризатора свет полностью гасится.

Эллиптически-поляризованный свет

Свет пропускается последовательно пропускается через пластинку в четверть волны и через поляризатор: при некотором положении пластинки при вращении поляризатора свет полностью гасится.