Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
искомая вторая составляющая электрического вектора в преломленном луче
(Е22), расположенная в плоскости падения, должна быть направлена
перпендикулярно преломленному лучу. - Чтобы найти вторую составляющую
электрического вектора в отраженном с^ете, расположенную в плоскости
падения, разложим Еп в той же плоскости (в плоскости падения) на две
составляющие, направленные вдоль отраженного луча (?)',) и
перпендикулярно ему (Еп). Ввиду поперечности световых волн в
отраженном__свете. может присутствовать только одна составляющая вектора
Еп, направленная перпендикулярно лучу (колебания Е\,). Эго означает, что
в отраженном свете взаимно перпендикулярные составляющие электрического
вектора Еи и E[i не равноправны- преимущественное направление колебания
совпадает с Еи. Следовательно, отраженный свет частично поляризован,
причем преимущественное направление колебания (?и) перпендикулярно
плоскости падения..Если падающий луч направить под таким углом на границе
раздела, чтобы отраженный и преломленный лучи составляли угол, равный
90°, т. е. так, чтобы отраженный луч распространился вдоль вектора ?12,
перпендикулярного направлению распространения преломленного луча, то,
очевидно, колебания в отраженном свете будут происходить только по ?и:
отраженный свет в этом случае будет пол-йостью линейно-поляризованным, и
колебания будут происходить перпендикулярно плоскости падения, что и
требовалось объяснить.
Определение направления колебаний электрического вектора в отраженном и
прошедшем свете. Используя опыт Винера со стоячими волнами, можно
определить направление колебаний электрического вектора в Поляризованном
свете. Сущность опыта состоит в следующем. На зеркальную поверхность
наносится толстый слой фотоэмульсии, который представляет собой
фотопластинку с зеркальной подслойкой. Линейно-поляризованный свет
направляется на поверхность этой фотопластинки под углом в 45°. В
зависимости от направления колебаний электрического вектора могут
наблюдаться два случая:
228
i
1) при колебаниях электрического вектора в падающем свете перпендикулярно
плоскости падения возникнут стоячие волны с пространственным
распределением узлов и пучностей и с соответствующим распределением
выделившегося серебра (рис. 9.6,а);
2) при колебаниях электрического вектора в плоскости падения слоистого
выделения серебра внутри фотопластинки не наблюдается '(рис. 9.6,6).
В обоих случаях отраженное и падающее излучения взаимнокогерентны. Однако
в первом случае при отражении света электрический вектор сохраняет
неизменным свое направление, в результате чего возникает соответствующая
интерференционная картина, получающаяся в результате сложения падающей и
отраженной волн с последующим выделением серебра в соответствующих
участках
толщи фотоэмульсии. Во втором случае электрический вектор отраженного
света поворачивается на 90° вместе с фронтом волны. Тогда, вследствие
того что электрические векторы в падающей и отраженной волнах взаимно
перпендикулярны, интерференция между ними невозможна, несмотря на их
когерентность, и, следовательно, слоистого выделения серебра не
наблюдается.
Таким образом, направляя поляризованный свет на толстый слой фотоэмульсии
с зеркальной подложкой и анализируя после проявления фотопластинки
картину распределения узлов и пучностей или же их отсутствие, можно
определить направление колебаний электрического вектора.
Эти опыты позволили определить направление колебания электрического
вектора для различных конкретных случаев поляризации света. (Было
установлено, что в случае поляризации кристаллом турмал'ина электрический
вектор направлен параллельно оптической оси турмалина. В случае отражения
и преломления на границе двух диэлектриков направление преимущественного
колебания электрического вектора соответственно совпадает с нормалью к
плоскости падения и лежит в плоскости падения.
Наблюдение двойного лучепреломления. В 1670 г. Эразм Барто-лини наблюдал
любопытное явление:прохождении луча света через кристалл исландского
шпата (одна из разновидностей СаС03) происходит рмддоеаие луча (двойное
лучепреломление), Было
V V V V W "V* Л* V*
VVVVVVWV
^vwwvwx
VV WVVVVV
В)
Рис. 9.6
§ 3. ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ
229
установлено, что вышедшие из кристалла два луча (независимо от угла
падения луча на поверхность кристалла) параллельны друг другу и падающему
на поверхность кристалла лучу (рис. 9.7), линейно-поляризованы во взаимно
перпендикулярных плоскостях н обладают одинаковыми интенсивностями. Один
из этих лучей удовлетворяет обычному закону преломления и называется
обыкновенным лучом. Второй луч, называемый необыкновенным, не подчиняется
закону преломления света. Следует отметить, что название "необыкновенный"
связано только с нарушением закона преломления внутри кристалла при
двойном лучепреломлении. После выхода из кристалла, если не принимать го
внимание поляризацию во взаимно перпендикулярных плоскостях, эти два луча
