Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка):
в) Пластинка в целую волну, d(n0 - пе0) = + mX0. В результате прохождения через пластинку свет остается линейно поляризованным в той же плоскости, что и падающий свет.
5°. Когерентные волны, выходящие из кристаллической пластинки В (рис. V.4.10), не могут интерферировать, так как они поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Поэтому за пластинкой В устанавливается еще одна поляриза-
§ V.4.3. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
505
ционная призма — анализатор А (рис. V.4.13). Анализатор выделяет из падающих на него когерентных волн составляющие, поляризованные в одной плоскости, и таким образом создает условия, необходимые для осуществления интерференции этих волн. Результат интерференции зависит от разности фаз Дф, приобретенной обыкновенной и необыкновенной волнами в пластинке, от соотношения амплитуд этих волн и угла P между главными плоскостями анализатора и поляризатора (V.4.1.20).
Например, если угол между главной плоскостью поляризатора и оптической осью MN пластинки а = 71/4, то амплитуды и интенсивности обыкновенной и необыкновенной волн одинаковы. Пусть при этом на пластинку падает монохроматический свет с длиной волны в вакууме Xq. Возможны следующие два предельных случая:
271 d \ ± 2/71 тс
^ - -К <"» - п‘°> " |± (2т + 1)я (т " °’ 11 2’ -0'
В первом случае, соответствующем пластинке в целую волну, на анализатор падает свет, линейно поляризованный в главной плоскости поляризатора. Поэтому при P=O (анализатор установлен параллельно поляризатору) интенсивность Ia света, проходящего через анализатор, максимальна, а при P = п/2 (анализатор скрещен с поляризатором) Ia = О, т. е. при р=0 наблюдается интерференционный максимум, а при P = п/2 — минимум.
Во втором случае, соответствующем пластинке в полволны, на анализатор падает свет, линейно поляризованный в плоскости, составляющей с главной плоскостью поляризатора угол
,E'
JE
Рис. V.4.12
Рис. V.4.13
506
ГЛ. V.4. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
2 а = п/2. Поэтому при P=O наблюдается интерференционный минимум, а при P = п/2 — максимум.
Если на пластинку В (рис. V.4.13) падает линейно поляризованный белый свет, то при наблюдении через анализатор пластинка видна окрашенной. При вращении анализатора вокруг луча, т. е. при изменении угла Р, окраска изменяется. Это связано с тем, что значение сдвига фаз Дф, определяющее результат интерференции, зависит от длины волны света. Пластинка, толщина d которой в разных местах неодинакова, видна в белом свете причудливо окрашенной, причем каждая цветная интерференционная линия (изохромата) проходит через точки равной толщины d. Аналогичная картина наблюдается в пластинке, толщина которой всюду одинакова, но зато различны значения разности (п0 — пеq). В этом случае каждая изохромата проходит через точки пластинки, соответствующие одинаковым значениям (п0 - пе0).
§ V.4.4. Искусственная оптическая анизотропия
1°. Оптически изотропное прозрачное тело становится анизотропным, если его подвергнуть механической деформации. Это явление иногда называют фотоупругостью. При односто-; роннем растяжении или сжатии изотропного тела вдоль оси OX оно приобретает оптические свойства одноосного кристал- ¦ ла (V.4.2.20), оптическая ось которого параллельна ОХ. Раз- 1 ность показателей преломления обыкновенного (п0) и не-,,
<'¦*]
обыкновенного (пео) лучей в направлении, перпендикуляр-1 ном оси ОХ, пропорциональна нормальному напряжению CfS (VII.1.3.30):
по — пе0 *
где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества тела.
2°. Эффектом, или явлением, Керра называется возникновение оптической анизотропии у прозрачного изотропного твердого, жидкого или газообразного диэлектрика при помещении его во внешнее электрическое поле. Под действием однородного электрического поля диэлектрик поляризуется И приобретает оптические свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает по направлению с вектором E
§ V.4.5. ВРАЩЕНИЕ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ
507
напряженности поля. Разность показателей преломления поляризованного диэлектрика для необыкновенного и обыкновенного лучей монохроматического света, распространяющегося перпендикулярно направлению вектора Е, удовлетворяет закону Керра
пе0~ по = BX0E2,
где X0 — длина волны света в вакууме, а В — постоянная Керра. Значение В зависит от природы вещества, длины волны X0 и температуры, как правило, уменьшаясь при увеличении последней. Знак разности (пе0 - п0) не зависит от направления поля. Для большинства веществ В > 0, так что по своим оптическим свойствам в однородном электрическом поле они подобны оптически положительным одноосным кристаллам (V.4.2.60).
3°. Эффектом Коттона—Мутона называется возникновение оптической анизотропии у некоторых изотропных веществ (жидкостей, стекол, коллоидов) при помещении их в сильное внешнее магнитное поле. В однородном магнитном поле вещество приобретает оптические свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает по направлению с вектором H напряженности поля. Разность показателей преломления вещества для необыкновенного и обыкновенного лучей монохроматического света при его распространении в направлении, перпендикулярном вектору Н, пропорциональна H2:
