WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Поляризація світла - Реферат

Поляризація світла - Реферат

діелектриків.
Якщо природне світло падає на межу поділу двох діелектриків (наприклад, повітря і скло), то частина його відбивається, ачастина заломлюється в другому середовищі. Якщо на шляху відбитого і заломленого променів поставити аналізатор (наприклад, турмалін), то можна виявити, що відбитий і заломлений промені частково поляризовані: при обертанні аналізатора навколо променів інтенсивність світла періодично підсилюється і слабне (повного гасіння не спостерігають). Подальші дослідження показали, що у відбитому промені переважають коливання, які перпендикулярні до площини падіння (на рис.20 вони позначені крапками), а у заломленому промені - коливання, паралельні площині падіння (на рис.20 вони позначені стрілками).
Ступінь поляризації (виділення світлових хвиль з означеною орієнтацією електричного і магнітного векторів) залежить від кута падіння променів і показників заломлення речовин. Шотландський фізик Д Брюстер (1781-1868р.р.) встановив закон, згідно з яким прикуті падіння ?В (кут Брюстера), що визначається співвідношенням:
tg ?B = n21 (35)
(n21 - показник заломлення другого середовища відносно першого), відбитий промінь буде плоскополяризованим (тобто буде мати тільки коливання , перпендикулярні до площини падіння). Заломлене світло при куті падіння ?В поляризується максимально, але не повністю.
Рис.20
Якщо світло падає на межу розподілу під кутом Брюстера, то напрями поширення відбитої і заломленої хвиль взаємно перпендикулярні
(tg ?B = sin ?B/cos ?B, n21 = sin ?B/sin ?2, де ?2 - кут заломлення, звідки cos ?B= sin ?2 . Отже, ?B + ?2 = ?/2, але ?B = ??B (закон відбиття), тому ??B+ ?2 = ?/2).
Ступінь поляризації заломленого світла може бути значно більшим завдяки багаторазовим заломленням при умові падіння світла кожен раз на межу розподілу під кутом Брюстера. Якщо, наприклад, для скла ( n = 1,53) ступінь поляризації заломленого променя ? 15%, то після заломлення на 8 - 10 однакових скляних пластинках, розміщених одна за одною, світло, яке виходить з такої системи , буде практично повністю поляризоване. Така сукупність пластинок називається стопою. Стопа дає можливість проаналізувати світло як при відбитті, так і при заломленні.
3. Подвійне заломлення променів.
Всі прозорі кристали (крім кристалів кубічної системи, які оптично ізотропні) здатні до подвійного заломлення променів, тобто промінь світла, що падає на поверхню кристала , роздвоюється в ньому на два заломлені промені, які в загальному випадку мають різні напрями. Це явище, вперше виявлене датським вченим Е.Бартоліном (1625-1698р.р.) для ісландського шпату (різновидність кальциту CaCO3), пояснюється особливостями розповсюдження світла в анізотропних середовищах.
Якщо на товстий кристал ісландського шпату падає вузький пучок світла, то з кристалу вийдуть два просторово розділені промені, паралельні один одному і падаючому променю. І в тому випадку, коли первинний пучок падає на кристал нормально, заломлений пучок розподіляється на два, причому один з них є продовженням первинного, а другий відхиляється (рис.21).
Рис.21
Перший промінь називається звичайним (0), а другий - незвичайним (е).
У кристалі ісландського шпату існує єдиний напрямок, уздовж якого подвійного заломлення променів не спостерігається. Напрям у кристалі, вздовж якого промінь розповсюджується, не виявляючи подвійного заломлення променів, називається оптичною віссю кристала. Це напрям, а не пряма лінія, що проходить крізь будь-яку точку кристалу. Кожна пряма, яка проходить паралельно даному напрямку, є оптичною віссю кристала.
Площина, яка проходить через промінь і оптичну вісь кристалу, що перетинає промінь, називається головною площиною, або головним перерізом кристалу. Аналіз світла (наприклад, за допомогою турмаліну або скляного дзеркала) показує, що після проходження кристала промені стають плоскополяризованими у взаємно перпендикулярних площинах: коливання світлового вектора (вектора напруженості Е електричного поля) у звичайному промені проходять перпендикулярно до головної площини, а в незвичайному - в головній площині (рис.21). Неоднакове заломлення звичайного і незвичайного променів вказує на різницю їх показників заломлення. Очевидно, що для будь-якого напрямку звичайного променя коливання світлового вектора перпендикулярні до оптичної осі кристалу, тому звичайний промінь розповсюджується по всіх напрямках з однаковою швидкістю, отже , показник заломлення n0 для нього є сталою величиною. Незвичайний промінь має між напрямком коливань світлового вектора і оптичною віссю кут, відмінний від прямого, який залежить від напрямку променя, тому незвичайні промені розповсюджуються в різних напрямках з різними швидкостями. Отже, показник заломлення ne незвичайного променя є змінною величиною, яка залежить від напряму променя. Таким чином, звичайний промінь підпорядковується закону заломлення (звідси і назва - "звичайний"), а для незвичайного променя цей закон не виконується. Після проходження кристала, якщо не брати до уваги поляризацію у взаємно перпендикулярних площинах, ці два промені не відрізняються один від одного.
4.Поляризаційні призми та поляроїди.
В основа роботи поляризаційних пристроїв, які використовують для отримання поляризованого світла, лежить явище подвійного заломлення променів. Найчастіше для цього застосовують призми та поляроїди.
Поляризаційні призми побудовані за принципом повного відбиття одного з променів (наприклад, звичайного) від межі розподілу, в той час як другий промінь, з іншим показником заломлення , проходить крізь цю межу. Як приклад поляризатора, в якому використовується явище подвійного заломлення променів, розглянемо призму шотландського вченого В.Ніколя (1768-1861 р.р.), яку ще називають нікелем. Призма Ніколя - це подвійна призма з ісландського шпату, склеєна вздовж лінії АВ (рис.22) канадським бальзамом з n = 1,55 для світла з ? = 5,89 10-7м. Оптична вісь 00? призми утворює з вхідною гранню кут 48о.. На передній грані призми природний промінь, паралельний ребру СВ, роздвоюється на два промені: звичайний (nо = 1,658) та незвичайний (nе = 1,515).
Рис.22
При відповідному підборі кута падіння , що дорівнює граничному куту або більший за нього, звичайний промінь зазнає повного внутрішнього відбиття (канадський бальзам для нього є середовищем оптично меншої густини), а потім поглинається в оправі призми бічною поверхнею СВ. Незвичайний промінь вільно проходить крізь шар канадського бальзаму і після заломлення на задній грані СД виходить з призми паралельно падаючому променю.
Виявлено, що всі двозаломлюючі кристали тією чи іншою мірою поглинають світло. Поглинання в кристалах анізотропне, оскільки коефіцієнт поглинання залежить від орієнтації електричного вектора світлової хвилі, тобто неоднаковий для звичайного і незвичайного променів, а
Loading...

 
 

Цікаве