13.Двойное лучепреломление. Дихроизм. Призма Николя и поляроиды. Двоякпреломляющая пластинка между двумя поляризаторами.

При двойном лучепреломлении луч, падающий на поверхность кристалла, раздваивается в нем на два преломленных луча.

Направление в кристалле, вдоль которого свет распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, называется оптической осью кристалла.

Кристаллы в зависимости от симметрии бывают одноосными или двуосными.

Плоскость, содержащая оптическую ось и пересекающий ее луч, называется главной плоскостью или главным сечением одноосного кристалла.

В одноосном кристалле один из лучей о (обыкновенный луч) подчиняется обычным законам преломления.

Второй луч е не лежит в плоскости падения и не подчиняется закону Снеллиуса (необыкновенный луч)

при нормальном падении луча на поверхность пластинки угол преломления re зависит от ориентации оптической оси по отношению к поверхности пластинки;

re равен нулю только, если ось перпендикулярна поверхности пластинки, либо параллельна поверхности.

В двуосном кристалле оба луча ведут себя как необыкновенные.

Скорость переноса энергии волной называется лучевой скоростью волны.

В одноосном кристалле скорость обыкновенного луча vо численно одинакова по всем направлениям

где no – показатель преломления для обыкновенного луча.

Скорость необыкновенного луча численно равна

где nе – показатель преломления для необыкновенного луча.

Значение nе зависит от направления необыкновенного луча по отношению к оптической оси кристалла.

Лучевой поверхностью волны в кристалле называется геометрическое место концов векторов лучевой скорости волны, проведенной из некоторой точки О кристалла во всевозможных направлениях.

Лучевая поверхность обыкновенной волны представляет собой сферу, так как скорость распространения обычной волны в кристалле одинакова по всем направлениям.

Лучевая поверхность необыкновенной волны представляет собой эллипсоид вращения вокруг оптической оси. Эллипсоид и сфера касаются друг друга в точках пересечения с оптической осью.

Если nе ≥ no, то эллипсоид вписан в сферу, а кристалл называется оптически положительным.

Если nе ≤ no, то эллипсоид описан вокруг сферы, а кристалл называется оптически отрицательным.

Дихрои́зм, интерфереционный дихроизм — способность материала или оптической системы делить световой поток на две (и более) части по длине волны светового излучения (цвету) с малыми относительно величины исходного потока его потерями.

Дихрои́зм кристаллов — избирательное поглощение света различных длин волн в зависимости от направления поляризации оптически асимметричных кристаллов.

Призма Николя (сокр. николь) — поляризационное устройство, в основе принципа действия которого лежат эффекты двойного лучепреломления и полного внутреннего отражение.

14.Применение поляризации. Искусственная анизотропия. Эффекты Керра и Фарадея. Оптический затвор и передача информации по световодам. Поляриметр.

При возникновении оптической анизотропии под действием внешнего давления – растяжения или сжатия – (фотоупругость) разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей, при падении света перпендикулярно оси приложения деформации, пропорциональна нормальному давлению σ.

где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества.

При воздействии внешнего электрического поля (эффект Керра) разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей, при падении света перпендикулярно направлению вектора Е напряженности внешнего электрического поля, удовлетворяет закону Керра

где В – постоянная Керра; λ0 – длина волны света в вакууме.

При прохождении линейно поляризованного света через некоторые вещества, называемые оптически активными, плоскость поляризации света поворачивается вокруг направления луча.

Оптически неактивная среда под действием внешнего магнитного поля приобретает способность вращать плоскость поляризации света, распространяющегося вдоль направления поля (эффект Фарадея). Угол поворота пропорционален длине пути и напряженности магнитного поля Н

где V – постоянная Верде.

Передача волны по световоду осуществляется за счет отражений ее от границы сердцевины и оболочки, имеющих разные показатели преломления . В обычных широко используемых в настоящее время симметричных и коаксиальных кабелях передача организуется по двухпроводной схеме с применением прямого и обратного проводников цепи.

Передача энергии по двухпроводным (а) и волноводным (б) направляющим средам

В световодах, волноводах и других направляющих средах (НС) нет двух проводников, и передача происходит волноводным методом по закону многократного отражения волны от границ раздела сред. Граница раздела двухпроводных (двухсвязных) и волноводных (односвязных) НС характеризуется в первую очередь соотношением между длиной волны и поперечными размерами направляющей среды .

Поляриметр - Прибор для определения степени поляризации р частично поляризованного света. Простейший— полутеневой поляриметр Корню, предназначенный для измерения степени линейной поляризации. Основными элементами этого П. служат призма Волластона и анализатор. Поворотом анализатора (шкала поворота проградуирована на значения р) уравнивают яркости полей, освещаемых пучками, которые при выходе из призмы имеют неодинаковую интенсивность.