Анизотропные среды

Поляризация при двойном лучепреломлении.

Ленный лучи взаимно перпендикулярны.

Под углом Брюстера отраженный и прелом-

Поляризации максимальна при угле падения Брюстера.

Преломленный луч никогда не будет полностью поляризован. Степень его

Поля, лежащие в плоскости падения. При естественном падающем луче

Зованным, в нем преобладают компоненты напряженности электрического

Т.е. отраженный свет полностью поляризован.

Пряженности электрического поля, перпендикулярная плоскости падения,

Это явление открыто Д.Брюстером, называется явлением Брюстера, а

угол ѲБ – углом Брюстера.

По закону Брюстера свет полностью поляризован при угле падения

ѲБ, удовлетворяющем условию:

n

n

tg Б q =, (5)

где n1 и n2 – показатели преломления, граничащих среду.

Следует заметить, что преломленный луч остается частично поляри-

При выполнении закона Брюстера

cos

sin

n

n

Б

Б =

q

q

,

по закону преломления света

sin

sin

n

n Б =

b

q

, (6)

следовательно

cosq = sinb Б (7)

и

p

q + b = Б. (8)

Таким образом при падении света на границу двух прозрачных веществ

Преломленный луч может быть полно-

стью поляризован при условии многократного

отражения от ряда параллельных пластинок, со-

риентированных под углом Брюстера к падаю-

щему лучу (рис.8). Эта система называется

стопой Столетова.

Б q

Рис.8

Рассмотрим еще один факт из области поляриза-

ционных явлений. Прохождение света через все про-

зрачные кристаллы (за исключением кристаллов кубиче-

ской системы) связано с рядом своеобразных явлений. В

1669г. Эразм Бартолинус наблюдал, что при прохожде-

нии через исландский штап световой луч разбивается на

два. Это явление называется двойным лучепреломлени-

ем (рис.9). Исландский шпат представляет собой разно-

видность углекислого кальция (CaCO3), встречается в

естественном состоянии в виде довольно больших и оптически чистых образ-

цов, обладают чрезвычайно ярко выраженным явлением двойного лучепрелом-

ления.

Даже в том случае, когда первичный пучок нормален к грани кристалла

(рис.10), т.е. угол падения равен нулю, преломленный пучок делится на два.

По закону преломления света луч в кристалле должен идти в прежнем на-

правлении, если луч отклонился, то для него не выполняется этот закон. Это

дало повод первый луч назвать обыкновенным (о), а второй – необыкновенным

(е).

На экране (рис.10) оба луча дадут светлые кружки, при поворачивании

кристалла вокруг оси, совпадающей с падаю-

щим лучом, кружок о остается на месте, он

неподвижен, а кружок е перемещается по

кругу. Яркость обоих пучков одинакова. Т.о.

необыкновенный луч не лежит в одной плос-

кости с падающим лучом и нормалью к пре-

ломляющей поверхности, это тоже отступле-

ние от законов геометрической оптики.

Кроме твердых кристаллов, двойное лу-

чепреломление наблюдается у жидких кристаллов, у аморфных тел при дефор-

мации, у жидкости в электрическом поле.

Такие кристаллы, как исландский шпат, кварц и др. называются одноос-

ными, у них имеется лишь одно направление, вдоль которого лучи обыкновен-

ный и необыкновенный распространяются с одной скоростью не разделяясь.

Это направление есть оптическая ось кристалла. Соответственно у двуосных

кристаллов таких направлений два.

В некоторых кристаллах поглощение обыкновенного и необыкновенного

лучей различно, это явление дихроизма. В кристалле турмалина толщиной в

1мм обыкновенный луч поглощается полностью. В кристалле сульфата йоди-

стого хинина достаточно пути в 0,1мм. Это обстоятельство используется для

изготовления поляроидных пленок: в целлулоидную пленку введено большое

количество одинаково ориентированных кристалликов.

е е

о о

Рис.10

78°08

101°52

Рис.9

Двойное лучепреломление характерно для анизотропных сред. Оптиче-

Дата добавления: 2014-01-04