АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Поляризация при двойном лучепреломлении

Читайте также:
  1. Замена переменных в двойном интеграле. Пример: случай полярных координат.
  2. Поляризация
  3. Поляризация света
  4. Работа В.И. Ленина «О «двойном» подчинении и законности».

Пусть электромагнитная волна падает на границу раздела двух изотропных сред, тогда во второй среде имеется только одна волна, распространяющаяся по обычным законам преломления. Если вторая среда анизотропна, то есть ее свойства (в частности, диэлектрическая проницаемость) различны вдоль разных направлений, во второй среде с разными скоростями распространяются две различно преломленные волны (обыкновенная и необыкновенная). Это явление называют двойным лучепреломлением. Обыкновенная и необыкновенная волны линейно поляризованы, и плоскости их колебаний взаимно перпендикулярны. Эффект двойного лучепреломления света наблюдают в прозрачных анизотропных кристаллах. У одноосных кристаллов (исландский шпат, турмалин) имеется направление (оптическая ось), вдоль которого обе волны распространяются с одинаковой скоростью. Плоскость, проведенная через оптическую ось кристалла и направление распространения света, называют главным сечением кристалла. Колебания вектора Е в обыкновенной волне перпендикулярны плоскости главного сечения кристалла, в необыкновенной они совершаются в плоскости главного сечения.

Одним из широко распространенных поляризаторов света является призма Николя (рис.2), изготовленная специальным образом из исландского шпата так, что необыкновенная (е) волна проходит через призму Николя, а обыкновенная (о) претерпевает на прослойке АА1 из канадского бальзама полное внутреннее отражение и поглощается зачерненной гранью А1С.

А

 

(е)

С (о) А1

 

Рис. 2

В некоторых кристаллах одна из преломленных волн поглощается больше, чем другая (явление дихроизма). Турмалин, например, поглощает обыкновенную волну почти полностью в слое толщиной 1 мм. Явление дихроизма положено в основу действия поляроидов, одного из видов поляризаторов. Используемые в лаборатории поляроиды представляют собой обычно тонкие целлулоидные пленки с введенными в них одинаковым образом ориентированными кристалликами сульфата иодистого хинина. В таких поляроидах одна из плоскополяризованных волн поглощается при толщине пленки около 0,1 мм. Пленка защищена от механических повреждений и действия влаги пластинками из стекла.

Пусть на поляризатор падает линейно поляризованная волна с амплитудой напряженности электрического поля Е0, а плоскость колебаний этой волны образует с плоскостью главного сечения поляризатора угол φ (рис.3). Интенсивность света падающей волны пропорциональна квадрату напряженности электрического поля: I0 ~ . В световой волне на выходе поляризатора амплитуда напряженности электрического поля равна , а интенсивность света I1 соответственно пропорциональна . Таким образом,

. (2)

Соотношение (2) отображает закон Малюса.

φ

Направление

Плоскость главногораспространения

сечения Е0 света

поляризатора

Поляризатор

Оптическая ось

поляризатора

Рис. 3

 

Если на вход поляризатора поступает естественный свет с интенсивностью I0, интенсивность света на выходе поляризатора можно представить суммой двух составляющих:

, (3)

где Ip1=0,5I0τp - интенсивность световой волны, плоскость колебаний которой параллельна плоскости главного сечения поляризатора; τp - коэффициент пропускания поляризатора для волны с такой поляризацией; Is1=0,5I0τs - интенсивность световой волны, плоскость колебаний которой перпендикулярна плоскости главного сечения поляризатора; τs - коэффициент пропускания поляризатора для волны с этой поляризацией.

У идеального поляризатора τp= 1, τs= 0, поэтому на его выходе свет линейно поляризован. У реального поляризатора τp 1, τs 0, и свет на его выходе поляризован лишь частично. Степень поляризации p света, прошедшего через поляризатор, определяют соотношением

. (4)

Коэффициенты пропускания τp и τs поляризатора зависят от длины волны λ света, поэтому и степень поляризации p света также зависит от длины волны: p = p(λ). Предположим далее, что выходящий из поляризатора частично поляризованный свет проходит через второй такой же поляризатор, главное сечение которого повернуто на угол α относительно главного сечения первого поляризатора. Тогда на выходе второго поляризатора интенсивность света, плоскость колебания которого параллельна плоскости главного сечения второго поляризатора, составит . Интенсивность света, плоскость колебаний которого перпендикулярна плоскости главного сечения второго поляризатора, составляет . Следовательно, на выходе второго поляризатора

, (5)

. (6)

Предполагаем далее, что поляризаторы идентичны (их коэффициенты пропускания одинаковы). Из выражений (3), (5) и (6) получаем тогда

,

.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)