Интерференция поляризованных лучей

Представим схему (рис. 7.8) получения интерференции поляризованного света. Между двумя николями N ₁ и N ₂ поместим плоско поляризованную кристаллическую пластинку К, оптическая ось которой параллельна передней грани. Николь N ₁ необходим для получения когерентных лучей. Николь N ₂ необходим для того, чтобы два когерентных луча, вышедших из кристалла К свести в одну плоскость.

А) Предположим, что николи скрещены (рис. 7.9). N ₁ N ₁ – плоскость поляризатора N ₁, N ₂ N ₂ – плоскость поляризатора N ₂. Поляризатор N ₁ пропускает в направлении N ₁ N ₁ лишь одну линейно-поляризованную составляющую исходного пучка с амплитудой колебаний А. Луч, попавший на кристалл, разобьется на два – обыкновенный (о) и необыкновенный (е), которые будут распространяться в пластинке в одном и том же направлении, но с разными скоростями (см. рис. 7.5 в).

Из рис. 7.9 следует:

A_e = A cos α; A ₀ = A ₁ sin α.

Между колебаниями обоих лучей возникнет оптическая разность хода

Δ = (n ₀ – n _e) ℓ,

где ℓ – толщина пластинки, или разность фаз

.

Второй николь пропустит колебания, представляющие собой проекцию колебаний A_e и A ₀ на направление N ₂ N ₂.

A ₁ = A_e sin α = A sin α cos α;

A ₂ = A ₀ cos α = A sin α cos α.

Отсюда A ₁ = A ₂. Оба рассматриваемых колебания A ₁ и A ₂ возникают из одного плоско-поляризованного колебания А, поэтому они когерентны и могут интерферировать. A ₁ и A ₂ направлены в противоположные стороны. Следовательно, между ними, кроме разности фаз δ, имеется еще дополнительная разность фаз π. Поэтому суммарная разность фаз равна:

.

При δ _┴= 2кπ, где к – целое число, оба колебания усилят друг друга, и поле при рассматривании сквозь скрещенные николи окажется просветленным. При δ _┴= (2к + 1)π колебания полностью погасят друг друга, и поле останется темным. В белом свете картина будет окрашенной.

Б) Плоскости поляризаторов N ₁ и N ₂ направлены друг к другу. В этом случае A ₁ = A cos² α; A ₂ = A sin² α. Оба вектора A ₁ и A ₂ направлены в одну сторону, и разность фаз между ними

,

т.е. отличается от Δ на π. Благодаря этому при параллельных николях ослабляются те лучи, которые усиливались при скрещенных николях, и наоборот. В результате при освещении системы белым светом окраски при параллельных и скрещенных николях получаются разные. Эти две окраски называются дополнительными. Окраска непрерывно меняется, если поворачивать один из николей. Описанные явления носят название хроматической поляризации. Хроматическая поляризация представляет собой весьма чувствительный метод для обнаружения двойного лучепреломления.

Дата добавления: 2014-01-03