Двойное лучепреломление. Поляроиды. Закон Малюса

При преломлении света на границе сред естественный луч расщепляется на 2, которые поляризованы в двух плоскостях.

Обыкновенные и необыкновенные лучи имеют в кристалле различную скорость распространения => различные показатели преломления

Именно это различие и объясняет явление двойного лучепреломления.

При одном и том же угле падения – 2 угла преломления.

Графическая иллюстрация.

Оба луча, выходящие из кристалла, полностью поляризованы. Но угол между ними очень мал, что затрудняет их использование.

Для их разведения пользуются поляризующими призмами. Они были впервые сооружены Николем.

Призма Николя

Графическая иллюстрация.

Одноосный кристалл исландского шпата. Вырезаются 2 трехгранных призмы и склеиваются между собой. Склеиваются веществом, которое имеет n, лежащее между n исландского шпата обыкновенных и необыкновенных лучей

Обычно канадский бальзам

Углы в призме таковы, чтобы один из лучей испытал при падении на оптическую ось (место склейки) явление полного внутреннего отражения.

Нижнюю границу затемняют, и из призмы выходит только один луч.

Воздействовать на этот луч можно, поместив на его пути другую призму, оптическую ось которой можно вращать от 0 до 90 градусов.

Зависимость интенсивности света, проходящего через анализатор, в зависимости от угла устанавливает закон Малюса.

Графическая иллюстрация.

Pn – плоскость поляризации поляризатора.

Qn – плоскость, в которой лежат поляризованные лучи.

Pa – плоскость поляризации анализатора.

Qa – направление световых колебаний (плоскость, в которой лежат лучи, проходящие через анализатор).

Предположим, что на такую систему падает естественный свет (интенсивность - ). Пройдя поляризатор, интенсивность вышедшего света вследствие двойного преломления уменьшается

Если предположить, что амплитуда можно разложить на 2 составляющие.

В одной из них – гасится, а вторая – выходит

Очевидно, что Отсюда, и

___

Отсюда закон Малюса:

Интерференция поляризованного света.

Чтобы наблюдать ИПСнеобходимы: когерентные источники, одинаковую начальную фазу колебаний и совпадение направления колебаний светового вектора.

Рассмотрим результаты интерференции таких лучей, у которых вектора напряженности Е колебляются в разных (взаимноперпендикулярных) плоскостях.

При этом интерферирующие лучи распространяются в одном направлении.

Графическая иллюстрация.

1. Частный случай

2. Второй частный случай ( и отличаются на ). Это характерно для плоскополяризованной волны.

3. Свет, поляризованный по кругу.

и достигают экстремальных значений в разное время. Если амплитуды равны, то суммарный вектор вращается вдоль луча, сохраняя свое значение.

4. Если , по эллипсу.