Колебания и волны

10.3. Двойное преломление света

10.4. Закон Малюса

10.5. Интерференция поляризованного света

10.6. Искусственная анизотропия

Рисунок 10.1

Продольная волна всегда симметрична относительно направления распространения.

Свет с преимущественным направлением колебаний вектора называют частично поляризованным светом:

Шаг винта равен длине волны λ.

Винтовая линия, не деформируясь, перемещается со скоростью света в направлении распространения волны

Результат сложения:
α = 0 или π – плоскополяризованный свет;
А1 = А2 и - свет, поляризованный по кругу;
произвольные А и α – эллиптически поляризованный свет.

После прохождения поляризатора свет будет линейно поляризован в направлении ОО’.

Пример использования поляризационного фильтра в фотографии

Поляризация при распространении электромаг-нитных волн в оптически анизотропных средах.

Ассиметрию поперечных световых лучей можно изучать, пропуская свет через анизотропные кристаллы.
Устройства позволяющие получать линейно поляризованный свет, называют поляризаторами.

Для анализа поляризации света, используют анализаторы.
Главная плоскость поляризатора (анализатора).

Интенсивность света, при этом, уменьшится на половину.

Если на пути луча поставить второй кристалл – анализатор A, то интенсивность света будет изменяться в зависимости от того, как ориентированны друг относительно друга обе пластины.

которых имеет составляющую

параллельную оси кристалла. (именно поэтому поляризатор ослабляет свет в два раза);
• для анализа света используется кристалл анализатора, который, пропускает свет, когда его ось параллельна оси поляризатора.

Основные выводы

В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном луче – колебания параллельные плоскости падения

Степень поляризации зависит от угла падения:

Если луч падает награницу двух сред под углом α,

удовлетворяющему условию

,

Степень поляризации зависит от угла падения:

Степень поляризации можно записать как

Рисунок 10.7

У анизотропных кристаллов имеется
оптическая ось.

Одноосные кристаллы (исландский шпат, турмалин)

Плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением кристалла

Кристаллы двухосные (гипс, слюда).

Рисунок 10.9

Показатель преломления канадского бальзама

и в направлениях перпендикулярных к ней

имеет разные значения.

,

, а необыкновенного

Показатель преломления обыкновенного луча

и показатель преломления

необыкновенного луча

Рисунок 10.11

поворот щели S вызовет затухание волны

Рисунок 10.12

– не пройдет.

Т.к

, то

и

Закон Малюса

(10.4.1)

В естественном свете все значения φ равновероятны и среднее значение

Интенсивность естественного света, уменьшается в два раза.

, т.е. скрещенные поляризаторы
свет не пропускают

Таким образом, закон Малюса объясняется на
основе разложения вектора Е на составляющие.

при φ = 0.

Применение плоскополяризованных волн
Две плоскополяризованные волны, падающие на подложку с образцом:
одна волна, отражённая от подложки, остается линейно поляризованной.
вторая меняет поляризацию на круговую.

Схема получения интерференции поляризованных лучей

астрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И.Физоастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И.Физо и Ж. Фукоастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И.Физо и Ж. Фуко экспериментально измерили скорость света, а французский астроном У. Леверьеастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И.Физо и Ж. Фуко экспериментально измерили скорость света, а французский астроном У. Леверье теоретически, "на кончике пера", открыл планету Нептунастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И.Физо и Ж. Фуко экспериментально измерили скорость света, а французский астроном У. Леверье теоретически, "на кончике пера", открыл планету Нептун. Араго с 1829 года член Петербургской академии наук.

(10.5.1)

Интенсивность на выходе при скрещенных поляризаторе и анализаторе.

(10.5.2)

Явление, открытое в 1818 г. Брюстером, получило название фотоупругости или пьезооптического эффекта.

Обозначим напряжение

От этого напряжения будет зависеть разность показателей преломления:

Рисунок 10.14

В отсутствие механической деформации свет через них проходить не будет.
Если же стекло подвергнуть деформации, то свет может пройти, причем картина на экране получится цветная.
По распределению цветных полос можно судить о распределении напряжений в стеклянной пластинке.

Свет, прошедший через кювету, поворачивает плоскость поляризации, и система становится прозрачной.
Ячейка Керра может служить затвором света, который управляется потенциалом одного из электродов конденсатора, помещенного в ячейку.

Здесь n − показатель преломления вещества в отсутствии поля,

(закон Керра).

k − постоянная Керра.

,где ne и no−показатели преломления для необыкновенной и обыкновенной волн,