§ 6 . Интерференция поляризованного света (1120498)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Колебания и волны. Волновая оптикарегистрирующий прибор ни при каком положении главнойплоскости поляроида П не зарегистрирует нулевую интенсивность.В заключение этого раздела обсудим характер поляризацииестественногосветапослеегопрохождениячерезкристаллическую пластинку. Так как естественный свет можнорассматривать как совокупность поляризованных в различныхплоскостях волн, каждая такая волна при выполнении условия(5.17,а) превратится в эллиптически поляризованную.

Однакоформа и ориентация эллипсов для световых волн различныхдлин будет разной (см. рис. 5.23). В итоге изкристаллическойестественныйпластинкисвет,новыйдетинойтакже“внутреннейполяризационной структуры” (вместо совокупностиплоско поляризованных – набор эллиптическиРис.5.23поляризованных волн).§ 6. Интерференция поляризованного светаКак показано выше, эллиптически поляризованный светвозникаетврезультатеполяризованныхОднакопривотакомсложениявзаимнокогерентныхперпендикулярныхсложениикогерентныхволн,плоскостях.колебанийнепроисходит интерференция света. Для доказательства этогосравним интенсивности световых волн, падающих на кристалллическую пластинку и выходящих из неё. На входе пластинки:I0 ∼ E2= E2y+ E2z=E2y0cos ω t + E22z0E y20E z20+,cos ω t =222а на выходе:163Глава V.

Поляризация волнI1 ∼ E2=Ecos ω t ′ + E2y022z0E y20E z20.cos ω t ′ =+222Итак, интенсивность света до прохождения пластинки точноравна интенсивности после неё, независимо от взаимнойориентации плоскости поляризации падающего на пластинкусвета и оптической оси кристаллической пластинки. Отсутствиеосновногопризнакаинтерференции–перераспределенияэнергии волн в пространстве – как раз и означает, чтоинтерференции света в рассматриваемом случае нет.Для того чтобы интерференция выходящих из кристаллаобыкновенного и необыкновенного лучей стала возможной,несколькоусложнимэксперимент–см.рис.5.24.Послекристаллической пластинки поместим ещё один поляроид П2,который позволит нам выделить составляющие с одинаковымнаправлениемколебанийинтерферировать.–аНеобходимотакиеволныужеввиду,иметьмогутчтоинтерференционные эффекты могут наблюдаться только в техслучаях, когда в луче света, прошедшем показанную на рис.5.24систему,присутствуютнеобыкновенныхэффектыП1КбудутП2Рволн*).компонентыВчастности,отсутствовать,интерференционныеглавныеплоскостиглавной оптической плоскостью кристалла,перпендикулярныполяроида П2*)иполяроидов П1 или П2 либо совпадают слибоРис.5.24еслиобыкновенныхкней(послелуч света будет состоятьтолько из необыкновенных, либо только изСтрого говоря, термин «обыкновенный» и «необыкновенный» применимы, только для лучейраспространяющихся в кристалле.164Колебания и волны.

Волновая оптикаобыкновенных волн). При всех других взаимных ориентацияхглавных плоскостей поляроидов П1, П2 и главной оптическойплоскости кристалла в луче света, падающем на регистрирующееустройство Р, будет происходить усиление или ослаблениеколебаний светового вектора в плоскости П2 – т.е. будетрегистрироватьсяинтерференцияполяризованныхволн.Наиболее типичны два эффекта такого рода.1. Окрашивание кристаллических пластинокПустьнапрозрачнуюдвоякопреломляющуюпластинку,вырезанную параллельно оптической оси Z, падает по нормалипараллельный пучок белого света (см. рис.5.24). Для того чтобыинтерференция поляризованных волн была выражена наиболееотчётливо,целесообразноустановитьполяроидП1такимобразом, чтобы амплитуды обыкновенного и необыкновенноголучей в кристалле были бы одинаковыми (угол между главнойплоскостью поляроида П1 и главной оптической плоскостьюкристалла должен быть равным π/4). После выхода из пластинкипучок света будет состоять из эллиптически поляризованныхлучей, причем для разных длин волн λ0 разности фаз междуобыкновенными и необыкновенными волнами ∆ϕ = 2π∆λ0будутотличаться (см.

табл. 5.1). Следовательно, ориентация и формаэллипсов, соответствующих волнам разныхдлин,будутразличатьсятакже(дляλ (02)П2иллюстрации на рис.5.25 показаны два такихэллипса, соответствующих волнам λ (01) и λ (02 ) ;лучсветараспространяетсявперпендикулярном к чертежу направлении).λ (01)П2Рис.5.25165Глава V. Поляризация волнОчевидно, что после прохождения поляроида П2, главная плоскость которого также показана на рис.5.25, относительноесодержание волн с длиной λ (01) в пучке света будет больше, чемволнсλ (02 )длиной(посравнениюспадающимнакристаллическую пластинку световым пучком).

Это означает, чтов результате интерференции поляризованных лучей произошлоусиление волн с длиной λ (01) и ослабление – λ (02 ) . Если толщинакристаллической пластинки всюду одинакова, то при наблюдениичерез поляроид П2 пластинка будет казаться окрашенной в цвет,λ (01) .соответствующийПриповоротеглавнойплоскостиполяроида П2 на π/2 вместо усиления волн с длиной λ(01)произойдетокраситсяихвослаблениеидополнительныйкристаллическаяцвет(например,пластинкаизсинейпревратится в оранжевую).Если пластина неоднородна по толщине, то все областиодинаковых толщин окрасятся в один цвет.

По распределениюцветных полос или пятен по поверхности пластины можно судить остепени и характере этой неоднородности толщины пластины.Например, если кристаллическая пластинка имеет форму клина, тов опыте, показанном на рис.5.26, она окажется испещрённойцветнымиребруП1ZКП2Рис.5.26полосами,клина.одинаковойизменениюпараллельнымиЧередующиесяокраскиполосысоответствуютоптическойразности ходамежду обыкновенным и необыкновеннымлучами на целое число длин волн (т.е.изменению разностифаз колебаний вэтих волнах на 2mπ, где m = 1, 2, 3, ...).166Колебания и волны.

Волновая оптика2. Полосы равного наклонаПусть на плоскопараллельную кристаллическую пластинку,вырезаннуюперпендикулярнооптическойZ,осипадаетсходящийся пучок белого света (см. рис.5.26). В этом случаеоптическаяразностьходамеждуобыкновеннымиинеобыкновенными волнами зависит только от угла падениясоответствующего луча на пластинку (γ). Условия интерференцииволн, падающих на пластинку под одинаковыми углами γ,идентичны. Для какого-то определенного значения γ условиемаксимума интерференции будет выполняться для световыхволн, соответствующих вполне определенному цвету.

Поэтому вопыте,показанномнарис.5.26,кристаллическаяпластинаконцентрическимиокружностямиоднороднаябудетразныхпоказатьсяцветов.толщинепокрытойВцентрецветной картины будет светлое или темное пятно (центральныйсветовой луч распространяется вдоль оптической оси, поэтомунеобыкновенные волны в нем отсутствуют); интенсивность пятнав центре зависит от взаимного расположения главных плоскостейполяроидов П1 и П2.Так как лучи, лежащие в главной плоскости поляроида П1(или в перпендикулярной к ней плоскости), будут возбуждать вкристалле только необыкновенные (или только обыкновенные)волны,всяцветнаяинтерференционнаякартинабудетпересечена бесцветным «крестом», интенсивность которого такаяже, как пятна, находящегося в центре креста.

Обычно наиболееяркая интерференционная картина получается при скрещенныхполяроидах П1 и П2; в этом случае крест и центральное пятно –абсолютно тёмные.167Глава V. Поляризация волнЕсли в качестве источника света использовать лазер, тоинтерференционная картина, естественно, получается одноцветной,но зато очень чёткой. Небольшое отклонение оптической осикристаллапроявляетсяотнормаливинтерференционнойоптическийметодкповерхностиискажениикартины.наблюденияпластинкицентральнойПоэтомукристалловсразусимметрииполяризационно–всходящемсялазерном пучке света (т.н.

«метод лазерной коноскопии») широкоиспользуется для точного определения ориентация оптическойоси кристаллов. Кроме того, метод позволяет легко отличатьодноосные двоякопреломляющие кристаллы от двуосных.168.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги