8. Эллипсоид лучевых скоростей. Двуосные и одноосные кристаллы.

  Рассмотрим эллипсоид

Учтя, что  , запишем эллипсоид так

Это – лучевой эллипсоид или эллипсоид Френеля. Главные оси эллипсоида пропорциональны скорости распространения света. Действительно, пусть свет распространяется по оси x а вектор Е направлен по оси y, тогда скорость света пропорциональна  , т.е. пропорциональна длине главной оси эллипсоида по оси Oy.

ДВУОСНЫЕ КРИСТАЛЛЫ, кристаллы, в к-рых происходит двойное лучепреломление при всех направлениях падающего на них луча света, кроме двух, каждое из к-рых наз. оптической осью кристалла.

ОДНООСНЫЕ КРИСТАЛЛЫ, кристаллы, в к-рых происходит двойное лучепреломление при всех направлениях падающего на них луча света, кроме одного, наз. оптической осью кристалла. Двуосный кристалл - кристалл, в котором имеется две оптические оси. Одноосный кристалл - кристалл, в котором имеется лишь одна оптическая ось.

9. Закон Малюса

 Закон Малюса — зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла   между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

где I₀ — интенсивность падающего на поляризатор света, I — интенсивность света, выходящего из поляризатора, k_a - коэффициент прозрачности поляризатора.

Установлен Э. Л. Малюсом в 1810 году.

В релятивистской форме

где ω и   - циклические частоты линейно поляризованных волн, падающей на поляризатор и вышедшей из него.

Свет с иной (не линейной) поляризацией может быть представлен в виде суммы двух линейно-поляризованных составляющих, к каждой из которых применим закон Малюса. По закону Малюса рассчитываются интенсивности проходящего света во всех поляризационных приборах, например в поляризационных фотометрах и спектрофотометрах.

12. Вращение плоскости поляризации

Естественное вращение. Некоторые вещества, называемые оптически активными, обладают способностью вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоскополяризованного света. К числу таких веществ принадлежат кристаллические тела (например, кварц, киноварь), чистые жидкости (скипидар, никотин) и растворы оптически активных веществ в неактивных растворителях (водные растворы сахара, винной кислоты и др.).

Кристаллические вещества сильнее всего вращают плоскость поляризации в случае, когда свет распространяется вдоль оптической оси кристалла. Угол поворота φ пропорционален пути l, пройденному лучом в кристалле: φ=αl. Коэффициент α называют постоянной вращения. Эта постоянная зависит от длины волны (дисперсия вращательной способности). В растворах угол поворота плоскости поляризации пропорционален пути света в растворе l и концентрации активного вещества c: φ=[α]cl. Здесь [α] — величина, называемая удельной постоянной вращения.

Вращение плоскости поляризации поперечной волны — физическое явление, заключающееся в повороте поляризационного вектора линейно-поляризованной поперечной волны вокруг её волнового вектора при прохождении волны через анизотропную среду. Линейно-поляризованная поперечная волна может быть описана как суперпозиция двух циркулярно поляризованных волн с одинаковым волновым вектором и амплитудой. В изотропной среде проекции полевого вектора этих двух волн на плоскость поляризации колеблются синфазно, их сумма равна полевому вектору суммарной линейно-поляризованной волны. Если фазовая скорость циркулярно поляризованных волн в среде различна , то одна из волн отстаёт от другой, что приводит к появлению разности фаз между колебаниями указанных проекций на выбранную плоскость. Эта разность фаз изменяется при распространении волны (в однородной среде — линейно растёт). Если повернуть плоскость поляризации вокруг волнового вектора на угол, равный половине разности фаз, то колебания проекций полевых векторов на неё будут вновь симфазны — повёрнутая плоскость будет плоскостью поляризации в данный момент. Таким образом, непосредственной причиной поворота плоскости поляризации является набег разности фаз между циркулярно поляризованными составляющими линейно-поляризованной волны при её распространении в циркулярно-анизотропной среде.