III. Поляризация при двойном лучепреломлении. Характеристика обыкновенного и необыкновенного лучей

Двойное лучепреломление – это физическое явление образования на границе некоторых (анизотропных) сред двух поляризованных лучей, отличающихся по свойствам.

В анизотропных средах имеется различие физических свойств, в том числе и оптических, по разным направлениям среды.

Пример: анизотропия оптических свойств кристалла проявляется, например, в различии скорости распространения света и в различии показателя преломления по разным направлениям.

Оптическая ось кристалла – это такое направление, вдоль которого естественный неполяризованный луч не разделяется на два отдельных луча.

Главная плоскость кристалла – плоскость проходящая через оптическую ось и падающий луч.

При переходе света в анизотропную среду происходит разложение естественного света на два луча – обыкновенный и необыкновенный.

Луч «о» – обыкновенный, имеет сферический фронт и его u(n) по всем направлениям одинаковы.

Луч «е» – необыкновенный, имеет эллиптический фронт и его u(n) зависит от его направления.

MN- оптическая ось кристалла – это то направление, вдоль которого нет двойного лучепреломления.

Свойства “о” и “е” лучей.

1) Интенсивность “о” и “е” лучей одинакова и равна половине интенсивности естественного луча.

I_об=I_необ=1/2*I_ест

2) Оба луча полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Луч о – поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости кристалла.

Луч е - в плоскости, параллельной главной плоскости кристалла.

3) Луч о – подчиняется законам геометрической оптики:

- “n” =const не зависит от угла падения луча на поверхность и от направления луча по отношению к оптической оси.

- падающий, преломленный луч и перпендикулярен в точке падения луча лежат в одной плоскости.

- при перпендикулярном падении относительно поверхности кристалла и оптической оси луч не испытывает преломления.

4) Луч е – подчиняется законам геометрической оптики:

- “n”¹const и зависит от угла падения луча и от направления луча относительно оптической оси.

- Может не лежать в плоскости падения.

- Испытывает преломление даже при перпендикулярном падении естественного луча относительно поверхности.

5) При распространении вдоль оптической оси u_о=u_е (n_о=n_е), т. е. Двойного лучепреломления не происходит.

IV. Поляризационные приборы. Призма Николя: устройство, ход лучей, принцип работы.

Поляризационные приборы – приборы для обнаружения, анализа, получения и преобразования поляризованного света, а также для различных исследований и измерений, основанных на поляризации.

Исторически первыми поляризационным устройством была призма, сконструированная англичанином Николем. Принцип работы призмы основан на явлении двойного лучепреломления и полного внутреннего отражения. Между “о” и ”е” лучами малый угол и это затрудняет их раздельное использование, призма как бы разводит эти лучи.