Лекція XIX

H

U

Яким чином перетворити звичайне світло в поляризоване?

Найпростіший засіб одержання поляризованого світла ґрунтується на відбиванні або заломленні світла від діелектричного середовища. Ефект поляризації у цьому випадкові спостерігається в тому, що хвильовий фронт із різними напрямками коливань по-різному відбивається або заломлюється, але у кожному випадкові і відбитий, і заломлений промені будуть частково поляризовані.

Ступінь поляризації визначається кутом падіння й описується законом Брюстера:

tg a _Бр = n₂₁ (1)

Відбитий промінь буде максимально поляризований (повністю плоскополяризований), якщо tg a = n_21.

Перетворення звичайного світла в плоскополяризоване можливе за допомогою поляризаторів - приладів, які пропускають коливання тільки одного пріоритетного напрямку. Із природних кристалів слід указати турмалін.

Якщо обертати аналізатор відносно напрямку поширення світла, можна змінювати його інтенсивність. Кількісна залежність зміни інтенсивності описується законом Малюса:

I = I₀ cos²a (2)

Інтенсивність світла І, яке вийшло з аналізатора дорівнюється інтенсивності світла І₀, яке вийшло з поляризатора, помножене на квадрат косинуса кута між оптичними осями кристалу (між площинами поляриза-

ції).

2. Більшість прозорих кристалів володіють властивостями подвійного променезаломлення, яке полягає в тому, що заломлений промінь поділяється після виходу із кристалу на дві складові: звичайний промінь та незвичайний.

Розділені у середовищі промені згідно з принципом Гюйгенса-Френеля створюють два види вторинних хвиль (сферичні й еліптичні). Так, сферична хвиля, поширюючись, дає напрямок звичайного променю, який поширюється у відповідно до закону: , а еліптична хвиля поширюється з його невиконанням (). Це явище має назву оптичної анізотропії.

3. Однак можна оптичні ізотропні речовини перетворити в анізотропні під дією таких трьох основних факторів:

1) одностороннє стискання або односторонній розтяг,

2) дія електричного поля (¹ 0),

3) дія магнітного поля (¹ 0).

У кінці IX століття шотландський фізик Керр установив, що рідкий або твердий ізотропний діелектрик стає анізотропним під дією потужного електричного поля, а межею оптичної анізотропії є різниця показників заломлення звичайного та незвичайного променів (n_зв.- n_нзв.).

Якщо = 0 - система світло не пропускає, а при Е ¹ 0, на виході маємо світло, інтенсивність якого визначається законом Керра:

n _зв.- n _нзв.= В l² Е² , (3)

Е - напруженість електричного поля,

l - довжина світлової хвилі,

В - стала Керра, яка визначається фізико-хімічними властивостями речовини.

Практичне застосування ефекту Керра: ідеальний оптичний затвір застосовується у швидкопротікаючих процесах (звукозапис, швидкісна кінозйомка).

4. Дисперсія світла - це явище залежності показника заломлення n речовини від довжини хвилі, або частоти:

n = f(l) (4) l = c/n

Як наслідок цього - розкладання у спектр білого світла при його проходженні через тригранну призму.

Для математичного опису вводять величину дисперсії Д.

Д=dn/dl

Якщо dn/dl < 0, маємо нормальну дисперсію.

Але можуть бути такі зони для довжин хвиль l, для яких dn/dl > 0. Це зони аномальної дисперсії. Фізично вони відповідають таким ділянкам, на яких відбуваються активне поглинання світла речовиною. Для скла - це УФ та IЧ ділянки спектра.

5. По мірі поширення світла у речовині його інтенсивність буде змінюватись внаслідок перетворення енергії світлової хвилі або в внутрішню енергію речовини, або в енергію вторинного випромінювання. Це явище - поглинання світла (абсорбція). Бугер і Ламберт установили закон зміни інтенсивності світла, внаслідок його проходження через шар речовини:

I = I₀ e^{- mx} (5)

I₀ та I - інтенсивності світла перед та після проходження шару речовини товщиною х.

m - лінійний коефіцієнт поглинання, він залежить від довжини хвилі l, фізико-хімічних властивостей речовини і не залежить від інтенсивності світла.

Дата добавления: 2014-01-07