Получение поляризованного света. Двойное лучепреломление в кристаллах. Дихроизм. Поляризация света при отражении (закон Брюстера).

Плоскополяр.свет можно получить из естественного с помощью приборов, называемых поляризаторами. Эти приборы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которая называется плоскостью поляризатора, и полностью задерживают колебания, перпендикулярные к этой плоскости.

При прохождении света через некоторые кристаллы световой луч разделяется на два луча. Это явление, получило название двойного лучепреломления. При двойном лучепреломлении один из лучей удовлетворяет обычному закону преломления и лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью. Этот луч называется обыкновенным и обозначается на чертежах буквой О. Для другого луча, называемого необыкновенным (его принято обозначать буквой е), отношение sin i₁ /sin i₂ не остается постоянным при изменении угла падения.

В некоторых кристаллах один из лучей поглощается сильнее другого. Это явление называется дихроизмом. Весьма сильным дихр. в видимых лучах обладает кристалл турмалина. В нем обыкнов. луч практически полностью поглощ. на длине 1 мм.

Степень поляризации зависит от угла падения. При угле падения, удовлетворяющем условию tg i_B = n₁₂ (1) (где n₁₂ – показатель преломления II среды относительно I), отраженный луч полностью поляризован (он содержит только колебания, перпенд. к пл-ти падения). Степень поляризации преломленного луча при угле падения, равном i_B, достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризов. только частично.

Соотношение (1) носит название закона Брюстера. Угол i_B называют углом Брюстера или углом полной поляризации. При падении света под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

 

Искусственное двойное лучепреломление (Эффект Керра)

В 1875 г. Керр обнаружил, что в жидкостях (и в аморфных твердых телах) под действием электрического поля возникает двойное лучепреломление. Это явление получило название эффекта Керра. На рисунке изображена схема установки для наблюдения эфф. Керра в жид-тях. Установка состоит из ячейки Керра, помещенной между скрещенными поляризаторами Р и Р’. При подачи на пластины напряжения между ними возникает практически однородное электрическое поле. Под его действием жидкость приобретает свойства одноосного кристалла с оптической осью, ориентированной вдоль поля. Разность показателей преломления n₀ и n_e пропорциональна квадрату напряженности поля: n₀ – n_e = kE² . (1)

На пути l между обыкновенным и необыкновенным лучами возникает разность хода Δ = (n₀ – n_e) l = klE² или разность фаз

 

 

Последнее выражение принято записывать следующим образом: δ = 2πBlE², где В – характерн. для вещества величина, называемая постоянной Керра. Постоянная Керра зависит от температуры вещества и от длины волны света λ₀.

Эффект Керра объясняется оптической анизотропией молекул жидкости, т. е. различной поляризуемостью молекул по разным направлениям. В результате жидкость становиться анизотропной. Ориентирующему действию поля противиться тепловое движение молекул. Этим обусловливается наблюдающееся на опыте уменьшение постоянной Керра В с повышением температуры.