Поляризация света при двойном лучепреломлении

Поляризация происходит также при двойном лучепреломлении в анизотропных кристаллах. К таким кристаллам относятся все кристаллы, решетка которых не является кубической. Анизотропия кристаллов проявляется, в частности, в том, что их оптические свойства зависят от направления распространения света. Если на поверхность кристалла падает узкий пучок естественного света, то после преломления он разделится на два луча (рис. 14.8). Оба луча линейно поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях. Во всяком двоякопреломляющем кристалле существует одно (а иногда два) направление, вдоль которого не происходит двойного лучепреломления. Это направление называется оптической осью кристалла. Если такое направление одно, кристалл называется одноосным. Плоскость, содержащая падающий на кристалл луч света и оптическую ось, называется главным сечением кристалла для данного луча.

Лучи, образующиеся при двойном лучепреломлении в одноосном кристалле, имеют следующие свойства. Один из лучей подчиняется обычным законам преломления. Такой луч называют обыкновенным. Этот луч лежит в плоскости падения. Для света, который распространяется вдоль обыкновенного луча, показатель преломления п₀ — величина постоянная, не зависящая от угла падения. Следовательно, скорость распространения света в кристалле вдоль этого луча не зависит от его направления. Электрический вектор Е в обыкновенном луче колеблется перпендикулярно главному сечению.

Второй луч называют необыкновенным. Для него не выполняются обычные законы преломления. Этот луч, как правило, не лежит в плоскости падения. Для света, который распространяется вдоль необыкновенного луча, показатель преломления зависит от угла паления. Даже при нормальном падении света на поверхность кристалла необыкновенный луч, вообще говоря, отклоняется от первоначального направления. Скорость распространения света в кристалле вдоль необыкновенного луча зависит от его направления. Колебания вектора Е в необыкновенном луче происходят в главном сечении кристалла. При распространении света вдоль оптической оси оба луча совпадают, а скорость света не зависит от направления вектора Е. При распространении света в любом другом направлении его скорость и показатель преломления вдоль необыкновенного луча отличаются от соответствующих значений для обыкновенного луча. То значение показателя преломления света, распространяющегося вдоль необыкновенного луча, которое максимально отличается от п_0} обозначают п_е.

Устройства для получения линейно поляризованного света из естественного называют поляризаторами. В некоторых анизотропных кристаллах один из лучей сильно поглощается, и на выходе из кристалла остается один, линейно поляризованный луч. Указанное свойство используется в устройствах, которые называют поляроидами. Поляроид представляет собой прозрачную пленку, в которую вкраплены одинаково ориентированные мельчайшие двоякопреломляюшие кристаллики.

Получать линейно поляризованный свет можно также с помощью поляризационных призм, изготовленных из двоякопреломляющих кристаллов. На практике часто используют один из таких поляризаторов, который называют призмой Николя.

Поляризаторы (стопа Столетова, поляризационные призмы, поляроиды и др.) могут использоваться также для анализа поляризованного света. При этом их называют анализаторами.

вектор Е колеблется в определенной плоскости, называемой главной плоскостью поляризатора, и полностью задерживает излучение, в котором вектор Е перпендикулярен этой плоскости. Если на такой поляризатор падает естественный свет интенсивности /₀, то интенсивность линейно поляризованного света, выходящего из поляризатора, будет равна.

Пусть на поляризатор падает линейно поляризованный свет интенсивности 1₀, для которого вектор Е₀ лежит в плоскости, составляющей угол v? с главной плоскостью поляризатора (рис. 14.9). Вектор

ljо в падающем луче можно представить в виде суммы двух векто- «??? ?>

ров Е и Е1, первый из которых лежит в главной плоскости поляризатора, а второй к этой плоскости перпендикулярен. Свет, характеризуемый вектором Еи, пройдет через идеальный поляризатор без изменения, а свет, характеризуемый вектором Е1, будет им полностью поглощен. Амплитуда колебаний вектора.

Е будет.

Рис. Ц.9.

К формулировке закона Малюса

где Е₀ — амплитуда колебаний вектора Е₀ в падающем линейно поляризованном свете. Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды колебаний вектора Е, интенсивность света, прошедшего через идеальный поляризатор, будет.

Это соотношение носит название закона Малюса.