Ландсберг Г.С. - Оптика (1070727), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Кристаллы, для которых, как и для исландского шпата, и,, < п„называ!от отирицатпельяыми. Кристаллы, для которых и, > и,, (например, кварц), носят название полоэи'хтсльяых. На большом различии л,, и и, основано применение исландского шпата для разделения лучей, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях. Для этой цели можно воспользоваться кристаллом исландского шпата, поместив перед его грань!о небольшую диафрагму (см. рис. 17.2).
Задержав один из пучков, получим пучок, поляризованный по некоторому определенному направлению. Однако гораздо удобнее применять не простые кристаллы, а соответствующие комбинации их, носящие название поляризационных призм. Используются призмы двух типов: призмы, из которых выходит один пучок, поляризованный в какой-либо плоскости (поляризационные призмы), и призмы, дающие два пучка, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (двоякопреломляющие призмы). Первые построены обычно по принципу полного внутреннего отражения одного из лучей от какой-либо границы раздела, тогда как другой луч, с иным показателем преломления, проходит через границу (Николь, 1828 г.).
Во-вторых, используется различие в показателях преломления обыкновенного и необыкновенного лучей, что позволяет развести их как можно дальше друг от друга. Наибо- А С' лее употребительны следующие 22' типы призм. а.Поляризационные 48' 76 26' п р и з м ы.
Призма Нико- А' ля представляет собой призму из исландского шпата, вырезан- как Указано на Рис. 17.4. Рнс. 17.4 11оляризационная приама По линии АА' призма разрезает- Н ся и склеивается канадским бальзамом, показатель преломления которого и = 1,550 лежит между значениями и, и а, для обыкновенного и необыкновенного лучей.
Оптическая ось составляет угол 48" со входной гранью. При подходящем угле падения на грань призмь! обыкновенный луч претерпевает полное внутреннее отражение на прослойке канадского бальзама 352 ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА и ГГоглоГчаеГГГсл зачерненной нижней гранью (в болыпих призмах во избежание нагревания призмы луч выводится из кристалла при по- мощи призмочки, приклеенной к кристаллу А С' и показанной на рис. 17.4 штриховой линией).
Необыкновенный луч выходит из кристалла параллельно грани А'С. Наиболыпая апертура светового пучка, при которой еще обеспечивается линейная поляризация выхо- С А' дящего из призмы света, равна 29'. Другие типы поляризационных призм.норис 17 5 укороченная казанньГе на рисунках 17.5 и 17.6, также изгополяризационна„призма товляются из исландского шпата. Штриховая с воздуГ!!нойГ прослойкой линиЯ на Рис 175 Указь|вает напРавление оптической оси. Обе половинки соединены воздупГной прослойкой АА', отнопГение ребер АС'/АС = 0,9. При подходящем угле падения света на призму луч обыкновенный претерпевает полное внутреннее отражение от воздушной прослойки, луч необыкновенный проходит через нее. Апертура падающего светового пучка, при которой свет, проходящий через призму, еще полностью поляризован, составляет всего 8", что значительно менее выгодно, чем в слу'1ае призмы НикОля; зато эта призма гораздо короче и, следо- В вательно, деГпевле (при заданном сечении).
Кроме того, она может А Г:Г ~ -- С' применяться для ультрафиолета, так как не имеет склейки из канадского бальзама, поглощающего ультрафиолетовый свет. В призме, изображенной на Рис. 17.6. Поляризационная призма рис. 17.6, входная и выходная грани срезаны перпендикулярно к ребрам, что обеспечивает болыпие удобства в ее использовании.
Оптическая ось параллельна АВ. Склейка производится канадским бальзамом или глицерином. Существует довольно много подобных призм разного устройства. При склейке глицерином (и = 1,474), который прозрачен для ближнего ультрафиолета, данные призмы следующие: АС' сГ = 17'20', = 3,2, апертура 32'6'. Призма указанного типа делается и с возлушной прослойкой (Глав); ее данные: а = 50', АС'/АС = 0,85, апертура Рис. 17.7. Двоякопреломляю- 8'6'„она пригодна для ультрафиолета.
щая призма из исландского б.Двоякопреломляющие шпата и стекла п р и з м ы. 1. Призма из исландского Гапата и стекла (рис. 17.7). Оптическая ось перпендикулярна к плоскости чертежа, п, = 1,66, и,т,ГГ. = 1,49, и, = 1„486. Луч обыкновенньп1 преломляется в шпате и стекле два раза гл. хуп, ИОлЯРизАЦия ИРи ДВОЙнОм лУченРелОмлении 353 и сильно отклоняется. Луч необыкновенный выходит почти без отклонения, так как показатель преломления стекла выбран близким к и,.
2. Призмы из двух кусков исландского и<пата с разли иным направлением оптических осей. Устройство и действие их понятны из рис, 17.8. Различие в ориентировке оптических осей влияет на угол расхождения между лучами. Допустимая апертура падающего пучка во всех этих призмах весьма невелика. Иногда двоякопреломляющие призмы делают из кварца; тогда, конечно, из-за меньшего различия между и, и и, углы разведения световых пучков о и е получаются значительно меньше.
Рис. 17.8. Различные двоякопреломляющие призмы из исландского шпата: и — призма Рошона: угол между лучами о и е зависит от преломля<ощего угла призмы, луч о — ахроматичен; 6 — призма Сенармона: угол АСВ близок к 45', что позволяет экономно использовать исходный кристалл, разрезав его вдоль оси СВ и склеивая вдоль естественной грани АС; в— призма Волластона: она обеспечивает симметричное разведение лучей; угол между о и е примерно в два раза больше, чем в призме Рошона, но оба луча обнаруживают хроматизм в. Д и х р о и ч н ы е п л а с т и н к и. На ином принципе основаньт поляризационные приспособления, простейшим представителем которых является турмалин. Турмалин представляет собой двоякопреломляющий кристалл, в котором один из лучей (обыкновенный) поглощается значительно сильнее, чем другой.
Поэтому из пластинки турмалина оба луча, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях, выходят с весьма различной интенсивностью, и прошедший через нее свет оказывается частично поляризованным. Если взять достаточно толстую (около 1 мм) пластинку турмалина, то в случае видимого света обыкновенный луч практически целиком поглощается и выптедший свет будет плоскополяризованным.
Для некоторых участков видимого спектра и необыкновенный луч обнаруживает заметное поглощение, и поэтому турмалин при выбранной толщине оказывается окрашенным; турмалин является не только поляризатором, но и светофильтром, практически пропускающим зелено-желтую область видимого спектра. Это обстоятельство является, конечно„крупным недостатком турмалина как поляризующего приспособления., по, с друг<гй стороны, допустимая апертура пучка падающих на него лучей весьма значительна. что иногда играет важную роль.
Различие в поглощении лучей разной поляризации влечет за собой различие в поглощении естественного света в зависимости от направлении его распространения, ибо от этого последнего зависит ориентация электрического вектора волны относительно кристаллографи- 12 Г.С. Ландсберг ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА ческих направлений. Такое различие в поглошении, зависящее, кроме того, от длины волны, приводит к тому, что кристалл по разным направлениям оказывается различно окрашенным. Это явление носит название дихроизма (или, лучше, плеохроизма — многоцветности) и в большей или меньшей степени харктеризует, по-видимому, все двоякопреломляющие кристаллы.
Оно было открыто Кордье (1809 г.) на минерале. названном кордиеритом. Дихроизм турмалина был обнаружен Био и Зеебеком (1816 г.). Особое значение приобрели дихроичные вещества в последнее время благодаря изобретению поллроидоо. Поляроид представляет собой пленку очень сильно дихроичного кристалла -- герапатита (периодат бисульфата хинина), полученного Герапатом в 1852 г. Чешуйка герапатита толщиной около 0,.1 мм практически нацело поглощает один из лучей, являясь уже в таком тонком с пое совершенным линейным поляризатором. Было предложено несколько способов получения довольно больших поверхностей, покрытых мелкими, одинаково ориентированными кристалликами герапатита и представляющих, таким образом, поляризационное приспособление с больпюй площадью. Листы целлулоида, обработанные по такому методу, были выпушены в продажу в 1935 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
