2 (Шпоры), страница 2

27. Закон Малюса. Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет амплитуды А₀ и интенсивности I₀. Сквозь прибор пройдет составляющая колебаний с амплитудой , где -- угол между пл-тью колебаний падающего света и пл-тью поляризатора.

Следовательно, интенсивность прошедшего света I определяется выражением , где -- доля интенсивности, которую несет с собой колебание, параллельное пл-ти поляризатора.

29. Двойное лучепреломление. Все кристаллы (кроме кристаллов кубической системы, которые оптически изотропны), обладают способностью двойного лучепреломления, т.е. раздваивания каждого падающего на них светового пучка.

Если на тольстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла

выйдут да пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу. Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется. Второй из этих лучей получил название необыкновенного (е), а первый обыкновенного (о). В кристалле исландского шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается. Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, наз-ся оптической осью кристалла. В данном случае, речь идет именно о направлении, а не о прямой линии, проходящей через какую-то точку кристалла. Кристаллы, в завис-ти от их типа бывают одно- и двухосные., т.е. имеют одну или две оптические оси (исл. шпат отн. к первому типу).

30. Поляризационный прибор. Поляризатором называется устройство, поглощающее свет, поляризованный в одной пл-ти, но пропускающее свет, поляризованный в перпендикулярной пл-ти. Плоскость поляризации прошедшего света наз-ют пл-тью пропускания поляризатора. Если естесственный свет пропустить через поляризатор, то он станет линейно-поляризованным, а его интенсивность уменьшится в два раза (если нет поглощения в пл-ти пропускания пляризатора). Если линейно поляризованный свет интенсивностью I₀ пропустить через поляризатор, пл-ть пропускания которого составляет угол с пл-тью колебаний световой волны, то интенсивность прошедшей волны будет составлять (закон Малюса). Объясняется это тем, что линейно поляризованный свет с амплитудой А₀ представляет собой сумму двух линейно поляризованных волн: волна, поляризованная в пл-ти пропускания (ее амплитуда = ), пройдет черех поляризатор без изменений, а вторая волна будет поглощена.

32. Волновые и полуволновые пластинки. Рассмотрим крист пластинку, вырезанную параллельно оптической оси. При падении на такую пластинку плоскополяризованного света, обыкновенный и необыкновенный лучи оказы-

ваются некогерентными (т.к. колебания каждого цуга разделяются между обыкновенным и необыкновенным лучами в одинаковой пропорции (зависящей от ориентации оптической оси пластинки относительно пл-ти колебаний в падающем луче)). На входе в пласт-ку. разность фаз этих лучей равна 0, на выходе из нее = , где -- показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей (n=c/V). Вырезанная для параллельной оси пластинка, для которой , (где m = 0,1,2,…), называется пластинкой в четверть волны. При прохождении через такую пластинку обыкновенный и необыкновенный лучи приобретают разность фаз, равную /2 (разность фаз определяется с точностью до 2 m). Пластинка, для которой , называется пластинкой в полволны.

Если через пластинку в полволны пропустить плоскополяризованный свет: пластинка в полволны поворачивает пл-ть колебаний прошедшего через нее света на угол 2 ( -- угол между пл-тью колебаний в падающем луче и осью пластинки). Если пропустить плоскополяризованный свет через пластинку в четверть волны: если расположить пластинку так, чтобы угол между пл-тью колебаний Р в падающем луче и осью пластинки О равняться , амплитуды обоих лучей, вышедших из пластинки, будут одинаковы. Свет вышедший из пластинки, будет поляризован по кругу. При ином значение угла амплитуды вышедших из пластинки лучей будут неодинаковыми. Поэтому при наложении эти лучи образуют свет, поляризованный по эллипсу, одна из осей которого совпадает с осью пластинки О.

Пластинка в целую волну. В р-тате прохождения через пластинку свет остается линейно поляризованным в той же пл-ти, что и падающий свет.

33. Вращение пл-ти поляризации. 1. Естественное вращение. Некоторые в-ва, называемые оптически активными, обладают способностью вызывать вращение пл-ти поляризации проходящего через них плоскополяризованного света. К числу таких вещ-в относятся кристаллические тела (напр., кварц), чистые жидкости (никотин) и растворы оптически активных вещ-в в неактивных растворителях (водные р-ры сахара). Кристаллические в-ва сильнее всего вращают пл-ть поляризации в случае, когда свет распространяется вдоль оптической оси кристалла. Угол поворота пропорционален пути , пройденному лучом в кристалле . Коэф-т называют постоянной вращения. Эта постоянная зависит от длины волны (дисперсия вращательной способности). В растворах угол поворота пл-ти поляризации пропорционален пути света в растворе и концентрации активного в-ва с: , где -- удельная постоянная вращения. Направление вращения (относительно луча) н.з. от направления луча, поэтому, если луч прошедший через оптически активный кристалл вдоль оптической оси, отразить зеркалом и заставить пройти через кристалл еще раз в обратном направлении, то восстанавливается первоначальное положение пл-ти поляризации.

2. Магнитное вращение пл-ти поляризация (Эффект Фарадея). Оптически неактивные в-ва приобретают способность вращать пл-ть поляризации под действием магнитного поля. Это явление наблюдается при распространении света вдоль направления намагниченности. Поэтому для наблюдения эффекта Фарадея в полюсных наконечниках электромагнита просверливаются отверстия, через который пропускается световой луч. Исследуемое в-во помещается между полюсами электромагнита. Угол поворота пл-ти пропорционален пути , проходимому светом в в-ве, и намагниченности в-ва. Намагниченность в свою очередь пропорциональна напряженности магнитного поля Н. Поэтому можно написать, что , V – удельное вращение, зависит от длины волны. Направление вращения определяется направлением магнитного поля. От направления луча знак вращения н.з.. Поэтому если, отразив луч зеркалом, заставить его пройти через намагниченное в-во еще раз в обратном направлении, поворот плоскости поляризации удвоится. Оптически активные в-ва под действием магнитного поля приобретают дополнительную способность вращать пл-ть поляризации, которая складывается с их естественной способностью.